BioResource Now ! Vol.9 No.10

BioResource
Now !
Issue Number 9 October 2013
国内外のバイオリソースを巡る様々な問題や取り組みについて、毎月ホットな話題をこのニュースレターで紹介していきます。

岸井正浩 ( 国際トウモロコシ・コムギ改良センター 遠縁交雑実験室長 )ホット情報
No. 43
じょうほう通信No.84
今月のデータベース

CIMMYT コムギ育種と世界コムギ生産への日本からの貢献
簡単・フリーで NGS のゲノムビューイング「NBRP ゼブラフィッシュデータベース」

P1 - 2

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ホット情報〈NO.43〉

CIMMYT コムギ育種と世界コムギ生産への日本からの貢献
国際トウモロコシ・コムギ改良
セ ン タ ー（CIMMYT：Centro deInternacional Mejoramiento deMaiz y Trigo；メキシコ：写真 1）は、より有用なコムギおよびトウモロコシ品種を提供することにより、世界の貧困層農民の生活改善を目的とした研究・育種活動を行っている。本センターの主要業績としては、ボールグ博士らによる先駆的な半矮性コムギ系統育成をあげることができ、それは後の、緑の革命の原動力となっている。それ以降も、多くのコムギ品種が CIMMYT において育成されてきており、それらは自国での品種育種が困難な途上国へ直接供給され、また多くの先進国においても育種母本として活用されている。

国連事務局経済社会局（2013）の報告によると世界人口は 2100 年には 109‐166 億人に達するとされる（http://www.un.org/en/development/desa/index.html）。増加する食料需要に対応するためには、より高収量のコムギ品種を育成し続けることが必要であるが、しかしながら近年、気候変動による干ばつや高温のために、
こ の 食 料 需 要 の 増 加 へ の 対 応 は、より困難な課題となりつつある。
こ の 問 題 に 対 応 す る た め、
CIMMYT コムギ育種部門では、育種に役立つと思われるあらゆる方法を取り入れて来ている。その中には、マーカー選抜等の分子生物学手法や、ゲノム選抜等のバイオインフォマティクスの活用、遺伝子組換え、栄養学的視点の活用、
F1 雑種コムギ、より良い栽培方法の適用、そして勿論、遺伝資源（在来種、コムギ祖先種・遠縁種）の活用等がある。

岸井正浩
国際トウモロコシ・コムギ改良センター
グローバル・コムギ部門 遠縁交雑実験 室長

写真：CIMMYT 種子バンクの前で（岸井先生）

このような CIMMYT の活動に対して、日本が多くの援助をしてきていることはあまり知られてない。
その中には種子バンク（写真 2）を含むインフラ整備もあるが、より重要なものとして、日本の遺伝資源を挙 げ る こ と が で き る。つ ま り、NBRP コムギ（または NBRP 事業開始以前は京都大学）由来の、数百に及ぶコムギ祖先種系統（タルホコムギ）が CIMMYT に導入されており、それより新規の合成コムギ（マカロニコムギとタルホコムギ間の交雑による人工的な新しいパンコムギ：写真 3）が育成され、その合成コムギは、次ページへ続く

写真１. メキシコに立地する
CIMMYT 本部

写真３. 新規合成パンコムギ（右、さび病抵抗性を示している）と非抵抗性コムギ品種（左）写真２. CIMMYT 種子バンク、正面より撮影

BioResource Now ! Vol.9 No.10

干ばつ耐性や他のストレス耐性（写真 3、写真 4）付加に多用されている。
今後とも、NBRP コムギに保持され て い る よ り 多 く の 遺 伝 資 源 が、世界のコムギ生産に貢献することだろう。■
写真４. オブレゴン圃場における耐乾燥圃場試験。
右側が乾燥区、左側が灌漑を行っているコントロール区

簡単・フリーで NGS のゲノムビューイング ～前篇～
近年、次世代シーケンシング（NGS）技術の発達・普及、さらにデータベースの充実により容易に NGS データを取得することが可能となりました。今回から２回に分けて、フリーソフトを用いて、NGS データをゲノム配列にマッピングしゲノムビューワによって閲覧する方法をご紹介いたします。
※以降の記述は Windows 環境（Windows7、8 で動作確認）ですが、紹介するソフトウェアは Mac、Linux 共に対応しています。

じょうほう通信

第8484 回 ]][ [第10 分

3 Bowtie2 によるマッピング

スタートボタンを押して検索フォームに「cmd」と入力し、表示された「cmd.exe」あるいは「コマンド プロンプト」を実行し、[ 表 1-1] を入力してEnter キーを押します。次に、[ 表 1-2] を入力、実行してインデックスを作成します。終了後、[ 表 1-3] を実行し、マッピングを開始します。
しばらくすると結果が表示され、sam ファイルが作成されます。sam 形式
は @ で始まるヘッダと、標準フィールドに分けられます。

シーケンスデータのゲノムへのマッピング

表 1. コマンド（␣は半角スペースです。）

シーケンスデータのマッピングには、Bowtie2 を使います。

項番

今回の例では C ドライブ直下に test フォルダを作成し、ダウンロードおよび解凍後のファイルを配置します。ダウンロードしたファイルを解凍する際は、適切な解凍ソフトを使用するようご注意ください。

1

フォルダを移動する cd␣/d␣ ( フォルダのパス ) cd␣/d␣C:¥test2

インデックスの作成

1 ソフトウェアの取得

3

マ ッ ピ ン グ を 実 bowtie2-align.exe␣‒x␣ b o w t i e 2 - a l i g n . e x e ␣ - x ␣行 し、sam 形 式 ( イ ン デ ッ ク ス )␣-U␣ b r a p a ̲ g e n o m e ␣ - U ␣
でアウトプット ( シ ー ケ ン ス フ ァ イ ル ) ERR037339.fastq␣-S␣test.sam
␣-S␣( アウトプット )Bowtie2 を以下の URL より取得します。
http://sourceforge.net/projects/bowtie-bio/ﬁles/bowtie2/2.1.0/
bowtie2-2.1.0-mingw-win○○.zip（○○ : 64bit OS の場合 64、32bit の場合は 32）
をダウンロードし、解凍します。
「コントロールパネル」→「システム」→「システムの詳細設定」→「環境変数」を開き、「システム環境変数」の「Path」を選択して「編集」をクリックします。
編集画面で「変数値」の末尾に ;（セミコロン）を追加して解凍したフォルダのパスを記述します(図 1)。
最初から記述されていた内容は変更しないでください。

システム変数の編集
変数名（N）:Path

変数値（V）:;C¥test¥towtie2-2.1.0図 1. システム変数の編集

2 データの準備

リ フ ァ レ ン ス ゲ ノ ム（FASTA）と シ ー ケ ン ス デ ー タ（FASTQ あ る い はFASTA）を用意します。今回は brassica rapa のデータを例に挙げます。
ゲノムは（URL : http://brassicadb.org/brad/ftpTrans.php）を開いて v1.5/をクリックし、Brapa̲sequence̲v1.5.fa を取得します。
シーケンスデータは ddbj に登録されているデータを取得します。DRASearch（URL : http://trace.ddbj.nig.ac.jp/DRASearch/）に ア ク セ ス し、Accession に「ERX014878」と入力して「Search」をクリックします。詳細ページ上部の「FASTQ」をクリックして FTP サイトに移動し、「ERR037339.fastq.bz2」をダウンロード・解凍します。解凍後の fastq ファイルを test 以下に配置してください。

目的コマンドコマンド実行例

bowtie2-build.exe␣( リファ b o w t i e 2 - b u i l d . e x e ␣レンス配列ファイル名 )␣ Brapa̲sequence̲v1.5.fa ␣brapa̲genome( 任意のインデックス名 )作成した sam ファイルは巨大なので、巨大ファイルに対応したビューワで開いてください。標準フィールドの中身は以下のとおりで す（表 2）。
1 列目 リードの名前
2 列目 リードの状況（どのようにマッピングされているか判断できる）
3 列目
4 列目
5 列目
6 列目
7 列目
8 列目

張り付いた染色体、コンティグの名前張り付いた場所
マッピングスコア

マッピング状況（indelやマッチ率などを判断できる）
ペアエンド時の相方の名前
ペアエンド時の相方の場所

9 列目 ペアエンド時のインサートの長さ
10列目 リードのシークエンス配列
11列目 リードのクオリティ

表 2. sam ファイルの中身
次回は、作成した sam ファイルを利用してマッピング結果を可視化してくれる
ゲノムビューワ、Interactive Genome Viewer（IGV）の基本的な使用方法を（ 生物遺伝資源センター データベース事業部 前田 隼輔）ご紹介します。

今月のデータベース

Contact Address

NBRPゼブラフィッシュデータベース
iOS デバイスでのデータベース利用

連絡先 〒411-8540 静岡県三島市谷田 1111
国立遺伝学研究所 生物遺伝資源センター
TEL 055-981-6885 ( 山崎 )E-mail：brnews@shigen.info

iOS デバイス上の FileMaker Go を起動し、“ファイルブラウザを開く”
DB名：NBRP Zebraﬁshをタップします ( 図 3 - ①)。“ホストを追加”
をタップし ( 図 3 - ②)、
URL ：http://www.shigen.nig.ac.jp/zebra/
FileMaker Pro が動作しているマシンの IP アドレスを入力し保存します
言 語：日本語 英語( 図 3 - ③)

オリジナルのコンテンツ：
・研究用系統リソース（野生由来、変異体、トランスジェニック系統）
・役に立つゼブラフィッシュ情報（関連サイト、実験マニュアル、セミナー情報など）
・ニュースレターなど

・系統数：357（2013年10月現在）

特 徴：リソースを注文することができる。ZFINへの直接リンクによって関連情報を取得することができる。
連携DB：ZFIN、zTRAP
DB構築グループ：NBRPゼブラフィッシュ、NBRP情報
運用機関：国立遺伝学研究所生物遺伝資源センター
DB公開開始年：2004年
DB最終更新年：2013年

現役開発者のコメント：NBRPゼブラフィッシュデータベースは、データ件数や関連情報の収録数では小規模でシンプルですが、ZFINとの連携によって利用者にとって十分な情報を提供することができていると思います。データベースは情報センター側で管理していますが、お知らせページはリソース機関側が管理することによってタイムリーな情報提供を実現しています。今後はリソースの利用者の研究成果論文を追加していく予定です。
またお気軽に左メニューの「お問い合わせ」からご要望等をお送りください。

Editor's Note
先月横浜で行われた国際コムギ遺伝学シンポジウムに参加するため一時帰国されていた岸井先生に、CIMMYT の紹介記事のご執筆をお願いしたところ快くお引き受けいただきました。
CIMMYT の耐性試験圃場のスケールの大きさには驚きましたし、日本のコムギリソースがすでに大きな貢献をしていることがわかって嬉しくなりました。先生にとって CIMMYT 滞在は２度目で、今回は今年の４月に赴任されたばかりです。
今後のご活躍が楽しみですね（Y.Y.）

バイオリソース情報(NBRP) www.nbrp.jp/(SHIGEN) www.shigen.nig.ac.jp/indexja.htm(WGR) www.shigen.nig.ac.jp/wgr/(JGR) www.shigen.nig.ac.jp/wgr/jgr/jgrUrlList.jsp

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