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生命科学
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イネゲノム解読がもたらすもの
イネゲノム解読がもたらすもの
イネゲノム解読がもたらすもの
新たな作物開発への挑戦 -- -新たな作物開発への挑戦
新たな作物開発への挑戦 --■ はじめに■コメは、世界の約５０％の人々が主食としている主要穀■ はじめにはじめに
コメは、世界の約５０％の人々が主食としている主要穀物の１つである。しかしながら、近年の世界人口の増加にコメは、世界の約５０％の人々が主食としている主要穀物の１つである。しかしながら、近年の世界人口の増加による食料不足、また砂漠化や肥沃な土地の減少、さらには物の１つである。しかしながら、近年の世界人口の増加による食料不足、また砂漠化や肥沃な土地の減少、さらには気候変動に伴う食糧生産の減少等が世界レベルで大きなよる食料不足、また砂漠化や肥沃な土地の減少、さらには気候変動に伴う食糧生産の減少等が世界レベルで大きな問題となっている。これらの課題を解決するための１つの気候変動に伴う食糧生産の減少等が世界レベルで大きな問題となっている。これらの課題を解決するための１つの方法は、最先端の科学技術を駆使し、イネが持っている問題となっている。これらの課題を解決するための１つの方法は、最先端の科学技術を駆使し、イネが持っているすべての遺伝情報を明らかにし、それら情報を最大限に方法は、最先端の科学技術を駆使し、イネが持っているすべての遺伝情報を明らかにし、それら情報を最大限に利用して新しいイネや作物を開発することである。１９９８
すべての遺伝情報を明らかにし、それら情報を最大限に利用して新しいイネや作物を開発することである。１９９８
年に開始されたイネゲノム研究がこれまでに生み出した利用して新しいイネや作物を開発することである。１９９８
年に開始されたイネゲノム研究がこれまでに生み出した研究成果と現在の取り組みを紹介する。
年に開始されたイネゲノム研究がこれまでに生み出した研究成果と現在の取り組みを紹介する。
研究成果と現在の取り組みを紹介する。
■ 活動内容活動内容■■ １．国際コンソーシアムによるイネゲノム塩基配列の解読
活動内容
１．国際コンソーシアムによるイネゲノム塩基配列の解読
１９９８年に日本を中心とした１１の国と地域の研究機関
１．国際コンソーシアムによるイネゲノム塩基配列の解読
１９９８年に日本を中心とした１１の国と地域の研究機関が結集し、国際イネゲノム塩基配列解読プロジェクト
１９９８年に日本を中心とした１１の国と地域の研究機関が結集し、国際イネゲノム塩基配列解読プロジェクト（IRGSP）を開始した。その目的はイネゲノム塩基配列情が結集し、国際イネゲノム塩基配列解読プロジェクト（IRGSP）を開始した。その目的はイネゲノム塩基配列情報をできる限り正確に解読し、世界のイネ、ならびに植物（IRGSP）を開始した。その目的はイネゲノム塩基配列情報をできる限り正確に解読し、世界のイネ、ならびに植物の研究者に提供するもので、材料として「日本晴」を選定
報をできる限り正確に解読し、世界のイネ、ならびに植物の研究者に提供するもので、材料として「日本晴」を選定した。我が国は１２本あるイネの染色体のうち６本を担当しの研究者に提供するもので、材料として「日本晴」を選定した。我が国は１２本あるイネの染色体のうち６本を担当した。
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た。 ２００２年には概要配列の解読終了し、２００４年１２月に２００２年には概要配列の解読終了し、２００４年１２月には完全解読を成し遂げた。その中で日本のチームはゲノ２００２年には概要配列の解読終了し、２００４年１２月には完全解読を成し遂げた。その中で日本のチームはゲノム全体の５５％を解読した。この解読データは、これまでイは完全解読を成し遂げた。その中で日本のチームはゲノム全体の５５％を解読した。この解読データは、これまでイネおよび他の穀類作物のゲノム育種、遺伝子機能解明なム全体の５５％を解読した。この解読データは、これまでイネおよび他の穀類作物のゲノム育種、遺伝子機能解明などに利用されている。
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RAP-DB以外にも、約２万８０００個の遺伝子情報をまとめたイネ完全長ｃDNAデータベース、遺伝子発現情報デー
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タベース等の２３個のデータベース・解析ツールが作成・たイネ完全長ｃDNAデータベース、遺伝子発現情報デー
タベース等の２３個のデータベース・解析ツールが作成・公開されている。また、遺伝子の単離・機能解析のための、タベース等の２３個のデータベース・解析ツールが作成・公開されている。また、遺伝子の単離・機能解析のための、
Tos17突然変異体リソースや染色体部分置換系統群等の公開されている。また、遺伝子の単離・機能解析のための、
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突然変異体リソースや染色体部分置換系統群等の遺伝解析材料が整備されている。
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突然変異体リソースや染色体部分置換系統群等の遺伝解析材料が整備されている。
遺伝解析材料が整備されている。

３．有用遺伝子の単離と機能解析
３．有用遺伝子の単離と機能解析
イネの開花時期や種子の数・大きさ等、農業上重要な
３．有用遺伝子の単離と機能解析
イネの開花時期や種子の数・大きさ等、農業上重要な形質は、複数の遺伝子が関わっているいわゆる量的形質
イネの開花時期や種子の数・大きさ等、農業上重要な形質は、複数の遺伝子が関わっているいわゆる量的形質（QTL）であることが多く、遺伝子の同定・単離は、不可能
形質は、複数の遺伝子が関わっているいわゆる量的形質（QTL）であることが多く、遺伝子の同定・単離は、不可能とさえ思われていた。しかしながら、非常に精度の高いイ（QTL）であることが多く、遺伝子の同定・単離は、不可能とさえ思われていた。しかしながら、非常に精度の高いイ
ネゲノム塩基配列情報や画期的な研究材料である染色体とさえ思われていた。しかしながら、非常に精度の高いイ
ネゲノム塩基配列情報や画期的な研究材料である染色体部分置換系統群（CSSL）の開発により、それが可能になり、ネゲノム塩基配列情報や画期的な研究材料である染色体部分置換系統群（CSSL）の開発により、それが可能になり、これまでに出穂期関連遺伝子（Hd1）、種子数関連遺伝子部分置換系統群（CSSL）の開発により、それが可能になり、Hd1
これまでに出穂期関連遺伝子（（Gn1）等、多数の有用遺伝子が単離・同定されている。
Hd1）、種子数関連遺伝子）、種子数関連遺伝子
これまでに出穂期関連遺伝子（（（Gn1Gn1）等、多数の有用遺伝子が単離・同定されている。
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２．データベースおよび研究リソースの整備
２．データベースおよび研究リソースの整備
イネゲノム塩基配列解読で得られた３億８０００万塩基の２．データベースおよび研究リソースの整備
イネゲノム塩基配列解読で得られた３億８０００万塩基のゲノム情報は、約２万８０００カ所の遺伝子領域を示したイ
イネゲノム塩基配列解読で得られた３億８０００万塩基のゲノム情報は、約２万８０００カ所の遺伝子領域を示したイ
ネアノテーションデータベース（RAP-DB）として整備・公
ゲノム情報は、約２万８０００カ所の遺伝子領域を示したイ
ネアノテーションデータベース（RAP-DB）として整備・公開され、遺伝子単離や機能解明の解析ツールとして多くネアノテーションデータベース（RAP-DB）として整備・公開され、遺伝子単離や機能解明の解析ツールとして多く開され、遺伝子単離や機能解明の解析ツールとして多く
代表発表者 矢野 昌裕（やの まさひろ）
代表発表者
昌裕（やの代表発表者
矢野昌裕（やの まさひろ）
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所
属矢野
独立行政法人農業生物資源研究所
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属
独立行政法人農業生物資源研究所
農業生物先端ゲノム研究センター
所
属 独立行政法人農業生物資源研究所
農業生物先端ゲノム研究センター
農業生物先端ゲノム研究センター■キーワード： （1）イネ■キーワード：（2）ゲノム塩基配列■キーワード： （1）イネ（1）イネ（2）ゲノム塩基配列（3）データベース（2）ゲノム塩基配列（3）データベース（4）有用遺伝子（3）データベース（4）有用遺伝子（5）品種改良（4）有用遺伝子（5）品種改良（5）品種改良問合せ先 〒305-8602 茨城県つくば市観音台 2-1-2
問合せ先
茨城県つくば市観音台 2-1-2
問合せ先 〒305-8602〒305-8602
広報室 茨城県つくば市観音台 2-1-2
広報室
TEL：029-838-8469 FAX：029-838-8465
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nias-koho@nias.affrc.go.jp
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nias-koho@nias.affrc.go.jp
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─ 139 ─■ 新たな作物開発
イネゲノム研究の最も直接的な応用場面は品種改良である。前述の塩基配列の完全解読と研究ツールの開発を契機に、農業における問題を解決する遺伝子が急速に増えつつある。遺伝子の解明は、DNAマーカーによる選抜の効率化を著しく効率化した。

１. 日本のイネの品種改良への貢献
いもち病は日本のイネの主要な病害の一つである。陸稲（おかぼ）品種はいもち病に強い遺伝子（pi21）を持っていることが知られていた。しかし、従来の品種改良でpi21を導入すると、イネの味が悪くなる問題があった。ゲノム情報を活用することによって、pi21と味を落とす遺伝子の染色体上での位置関係を明らかにし、この問題を解決した新しい品種をつくることに成功した。
２. 世界のイネの品種改良への貢献
深根性（根が土壌深くまで伸びる性質）は、乾燥地域において土壌深層から水を獲得するうえで重要な形質である。イネの深根性に関与する遺伝子(DRO1)は、重力屈性に関与し、根の伸びる方向をより下向きにする働きがある。

根の張り方が浅く干ばつに弱いイネにDNAマーカー選抜
育種によりDRO1を導入したイネは深根性を示すと同時に強い干ばつ耐性を示した。このイネはアジアの天水田で普及に向けた実証研究を進めている。
３. 未来の品種改良方法の開発へ
イネゲノム上の全ての遺伝子の生育時期および部位ごとの遺伝子の働きが明らかになり、それら情報と気象および生育データを統合することで、遺伝子発現と環境と生育状況の関連性が明らかになろうとしている。
このような情報を利用すると、特定に地域の特定の改良目的に必要な遺伝子を効率的に見つけ出すことができる。
また、統計手法を駆使して、機能のわからないゲノム断片にも重みづけをして、交雑した多数の子孫の中から最適なゲノム組み合わせを持つ理想遺伝子型を効率的に探し出す技術の開発も進んでいる。
■ 関連情報等（論文）
1. Sasaki T et al. (2002) The genome sequence andstructure of rice chromosome 1 Nature 420:312-316
2. International Rice Genome Sequencing Project (2005)
The map-based sequence of the rice genome Nature436:793-800
3. Rice Annotation Project (2007) Curated genomeannotation of Oryza sativa ssp. japonica andcomparative genome analysis with Arabidopsis thaliana
Genome Research 17:175-183
4. Fukuoka S et al. (2009) Loss of function of aproline-containing protein confers durable disease
resistance in rice. Science 325:998-1001
5. Sato Y et al. (2011) Field transcriptome revealed criticaldevelopmental and physiological transitions involved in
the expression of growth potential in japonica rice BMC
Plant Biology 11:10
6. Nagano A et al. (2012) Deciphering and prediction oftranscriptome dynamics under fluctuating field
conditions. Cell 151:1358-1369
7. Uga Y et al. (2013) Control of root system architecture
by DEEPER ROOTING 1 increases rice yield underdrought conditions Nature Genetics 45:1097-1102

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