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植物ゲノム情報ポータルサイト「Plant GARDEN」の改訂 (2021年度・第2四半期版)

トーゴーの日シンポジウム2021○市原 寿子 1、 平川 英樹 1、 ジェルフィ アンドレア 1、 小原 光代 1、 山田 学 1、 白澤 沙知子 1、 田村 卓郎 2、杉原 英志 2、 中村 保一 1、中谷 明弘 3、 田畑 哲之 1、 磯部 祥子 11 （公財）かずさDNA研究所、 2 筑波大・プレシジョンメディスン開発研究センター、 3 東大・新領域創成科学

Licensed under a Creative Commons 表⽰4.0国際ライセンス©2021 市原寿⼦（かずさDNA研究所）

要旨
NGS技術の進歩に伴い、多様な植物種のゲノム配列が次々に決定されている。公開された配列データと複数の品種のリシークエンスデータを⽐較することによって、種内の多型やハプロタイプの解析ができ、その知⾒は植物科学や作物育種などの産業へ利⽤されている。その結果、多くの⽣物学者やバイオ産業の従事者が⽇常的にゲノム情報を閲覧、利⽤するようになった。
植物のゲノム配列は、⼀つの種においても、品種やバージョンの異なるデータセットが複数公開されている。
Plant GARDEN （ Genome And Resource Database Entry;
https://plantgarden.jp）は、そうした多様で多数の植物種のゲノムデータを⼀元化し、誰でも⽬的の情報へ簡単にアクセスできることを⽬指して開発した植物ゲノムポータルサイトである。

主要コンテンツの掲載数 (2021.9 現在)
データタイプ

生物種の数

データの数

Genome134169

Gene

126

8,136,812

DNA marker

34313,115

Trait linked DNA marker (QTL)

248,255

SNPs and In/dels, detectedin datasets from SRA

105

636,047,952

コンテンツの整理と表⽰システムの改良
1. 遺伝⼦の機能アノテーション情報
2. ⽂献からのキュレーション情報と検索システムの改良① 遺伝⼦機能に関するセンテンス情報② 形質、遺伝マーカー、連鎖地図の情報③ 遺伝⼦座と形質座を検索できるシステム
3. その他
ゲノム情報に染⾊体数情報に倍数性情報(例: 2n = 8x = 56)を追加

1. 遺伝⼦の機能アノテーション情報
Hayai Annotation Zen ver.2による機能アノテーションを実施
KusakiDBに対する相同性検索の実施による機能推定
OrthoDB/UniProt/RefSeqの3つのDB情報が統合された
植物のタンパク質配列のオルソログデータベース

参照DBエントリーの詳細情報とリンク
KEGG, Pfam, InterPro, GO, GOslim
Plant Transcription Factor Database v5の情報

遺伝⼦の機能アノテーション情報ページの変更前後の違い

2021.05版
1. 変更後：UniprotとRefSeqの両⽅で相同性検索を実施。
変更前：UniprotでhitがあったらRefSeqは参照しない仕様だった(Uniprot or RefSeq)
2. 変更後：外部DBとして、GOslim, Plant Trascription Factor DB ver.5を追加
変更前：OrthoDB, Uniprot, RefSeq, Pfam, InterPro, GO, KEGG

2021.09版

2. ⽂献からのキュレーション情報と検索システムの改良① 遺伝⼦機能に関するセンテンス情報② 形質、遺伝マーカー、連鎖地図の情報③ 遺伝⼦座と形質座を検索できるシステム

Plant GARDENで扱う２種類の遺伝⼦機能情報について
1. Hayai-annotationによって機能推定された遺伝⼦機能情報のセット
⼀般的に、ゲノムデータの作成者によってアノテーションの条件が異なることを考慮し、Plant GARDENでは掲載している全植物ゲノム間で条件を統⼀して再アノテーションを実施している。これらは、配列類似性に基づいて推定された機能情報が付加される。
→ 遺伝⼦機能を検索するシステムのコンテンツ例) https://plantgarden.jp/ja/list/t34305/genome/t34305.G002/Ljchlorog3v0010790.1

2. ⽂献からのセンテンスキュレーションにより構築された遺伝⼦機能情報のセット
着⽬する形質や機能に関与する遺伝⼦名-遺伝⼦ID-塩基配列の情報を⽂献から収集し、遺伝⼦機能と遺伝⼦の実体を関連づけすることを⽬的としたデータセット。
既知遺伝⼦の新規機能を⾒つける⼿がかりとなることも期待される。
→ 遺伝⼦座と形質座を検索するシステムのコンテンツ

2. ⽂献からのキュレーション情報•

形質、遺伝マーカー、連鎖地図の情報の掲載⽂献

Species
Brassica napus
Cannabis sativa
Capsicum annuum
Chrysanthemum morifolium
Fragaria x ananassa
Gossypium hirsutum
Jatropha curcas
Malus x domestica
Phoenix dactylifera
Phyllostachys heterocycla
Populus trichocarpa
Prunus persica
Raphanus sativus
Ricinus communis
Setaria italica
Solanum lycopersicum
Solanum melongena
Solanum tuberosum
Spinacia oleracea
Theobroma cacaoTrifolium repens
Vicia faba
Vitis vinifera
Lotus japonicus

合計24種

Linkage map
814043030100010331221512375 報
未着⼿Marker3531571492
881312921620311912951315Trait
41
165782
4600
30
10615
410642545313 報 217 報

Species

Linkage map

MarkerTrait

Allium cepa
Allium fistulosum
Beta vulgaris
Brachypodium distachyon
Brassica oleracea
Brassica rapa
Cajanus cajan
Camellia sinensis
Carica papaya
Cicer arietinum
Citrullus lanatus
Citrus sinensis
Citrus unshiu
Cucumis melo
Cucumis sativus
Elaeis guineensis
Eucalyptus camaldulensis
Eucalyptus globulus
Fragaria vesca
Ipomoea batatas
Lactuca sativa
Manihot esculenta
Medicago truncatulaMusa acuminata
Picea abies
Picea glauca
Pinus taeda
Prunus mumePyrus communis
Pyrus pyrifolia
Sesamum indicum
Trifolium pratense

31
1
51
4
63
3
13
19
5000
10
1031
500002020
42

51
4
5713
14117402512128731056421732431431141224356202719007370723592101193251合計

32 種

85 報

253 報 139 報

進⾏中 または 実施済み

キュレーションデータのDB格納スキーマ
遺伝⼦センテンスのデータセットについては、この段階で既にゲノム上のポジションはアサイン済み
問題あり
掲載データの必要なデータ
選択の有無
問題なし

不可
追記が可能

遺伝⼦
センテンス

キュレー
ションデータの取得問題あり
物理地図に必要なデータ

データの種類Markerまたは
Trait

プライマー配列

プライマー配列
またはcM位置

cM
位置

問題あり

連鎖地図に必要なデータ
問題なし

差し戻し

可

BLAST検索⽤
query配列問題 ファイルの⽣成なし

BLAST検索vs .Reference
genomes

点cM情報が点か？
領域か？

領域中央値を算出

掲載データの選択

ヒット数のカウント

書式を調整

DB
テーブルへ格納キュレーション情報の内容とMySQLのテーブル設計

キュレーション情報のWeb上の詳細ページ表⽰

項⽬の追加/削除
名称の変更
2021.09版

新規版

形質検索 → 遺伝⼦座と形質座を検索できるシステム
形質連鎖マーカーの情報
遺伝⼦の情報(センテンスキュレーション)

同⼀の表⽰システムで管理できるように変更（表⽰系と提⽰内容を変更）
デザインイメージ（zip＞形質ページフォルダ内に表示原寸画像が入っています）

Seedless
Tolerance to Boron toxicity
Fruit weight2021.09版

TBFW

新規版

ックした時地図ビューアNo. 2127 x ZY821 (B. napus)
99-77 x 99-91

000011

Locus IDをリスト表⽰

000002000012000003000004000005000006000018000007000008

地図が選択可能地図ビューアのLocus IDリスト

数・ID同士の距離のままリスト表示できそうです

変更後変更前示

視認性を重視して近接する
Locus IDは⾮表⽰⾮表⽰となっているLocus情報の存在を明⽰するマークを追加→クリックによって全表⽰

Locusテーブル

RN5H01

Seedless
Tolerance to Boron toxicity

Fruit weightTBFW

RN5H03

情報タブを２種類に簡素化
RN5H04「形質座情報」と「位置情報」

Seedless
Tolerance to Boron toxicity
Fruit weight

TBFW

1 locusの形質カテゴリを１⾏に集約（2021.8版は複数⾏にわたって表⽰）

ユーザーからのご意⾒
アンケートページの設置とページを介してのご連絡
n 機能の不備についてのお知らせ
n 掲載を希望する植物種や系統、データの種類についてのご連絡n ゲノム配列の解析後にPlant GARDENでの掲載のご希望等々

まとめまとめ• データの更新と追加を実施した。
• 既存コンテンツをより実⽤的にするための情報整理と表⽰変更の準備を実施した。現在未公開のものについては、近⽇中の公開予定である。
• 分業化を含めた効率化を⽬的とした作業スキーマを作成した。
• アンケートページ設置後、ユーザーからのご意⾒を頂きやすくなった。

まとめ謝辞n DNA マーカー ・QTLのキュレーション
⽂屋 慧亮
Nyok Sean Lau
嶋本 育泰
n 本研究は、JST・NBDCの統合化推進プログラムDatabase
Integration Coordination Program (DICP)の⽀援を受けて実施しています。