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作物形態の定量化とゲノムとの関連の解析

Research Project

Project/Area Number 17J05431
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Science in genetics and breeding
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

坂本 莉沙  東京大学, 農学生命科学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsフェノタイピング / 幾何学的形態計測学 / ゲノムワイドアソシエーション解析 / ゲノミック予測 / 楕円フーリエ記述子 / セミランドマーク法
Outline of Annual Research Achievements

[大目的]植物の形態は重要な育種ターゲットである。作物の形態を画像解析を活用して定量化し、ゲノムとの関連を解析し、育種の役にたてることを目標にした。
[目的]ブロッコリー(Brassica oleracea var. italica)の外観品質において花蕾形状(ドーム性)と花蕾の色は極めて重要である。これらの形質はもっぱらプロの達観によるスコアリングによって評価されてきた。達観によるスコアリングは素早く総合的に評価できるものの、主観に左右されたり、再現性が担保されなかったり、評価の一貫性への疑念などいくつか問題点がある。昨年度はブロッコリーを真横からカメラで撮影した写真から画像解析を活用することでドーム性と色の客観的な定量評価が可能かを検証し、育種家の評価の大部分が2D画像から定量化が可能であることがわかった。今年度はそれをさらに拡張しブロッコリーの3Dデータをハイスループットに取得する方法を構築した。
[方法]本手法は複数台のカメラにより野菜等を撮影し、structure from motion (SfM)により3D構築を行うものである。手順としては7台のカメラを同時制御し、回転台上の撮影対象をタイムラプス撮影する。撮影した画像から背景を削除し、その画像を用いてSfMを行う。の2ステップからなる。この撮影装置では1撮影個体あたりおよそ5分で3D構築に十分な写真を撮影できる。SfMはMetashape(Agisoft社)を用いて3D構築した。1撮影個体あたりおよそ15分で3D構築することができた。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Comparison of shape quantification methods for genomic prediction, and genome-wide association study of sorghum seed morphology2019

    • Author(s)
      Sakamoto Lisa、Kajiya-Kanegae Hiromi、Noshita Koji、Takanashi Hideki、Kobayashi Masaaki、Kudo Toru、Yano Kentaro、Tokunaga Tsuyoshi、Tsutsumi Nobuhiro、Iwata Hiroyoshi
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 14 Issue: 11 Pages: e0224695-e0224695

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0224695

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 画像解析を活用したブロッコリー花蕾のドーム性と色の定量評価2019

    • Author(s)
      坂本 莉沙
    • Organizer
      日本育種学会第135回講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ワードクラウドでQTLの効果を可視化する:ソルガムRIL集団の葉形態を例に2018

    • Author(s)
      坂本 莉沙
    • Organizer
      日本育種学会第134回講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Pictures are converted into a thousand words ~Picture-based phenotyping of sorghum leaves for multi-trait QTL analysis~2018

    • Author(s)
      Lisa Sakamoto
    • Organizer
      5th International Plant Phenotyping Symposium
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 輪郭形状のゲノミック予測のための定量化手法の比較2018

    • Author(s)
      坂本 莉沙, 鐘ケ江 弘美, 野下 浩司, 石森 元幸, 小林 正明, 高梨 秀樹,永野 惇, 徳永 毅, 佐塚 隆志, 矢野 健太郎, 堤 伸浩, 岩田 洋佳
    • Organizer
      日本育種学会第133回講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Morphometrics for genome-wide association study and genomic prediction of plant morphological traits: Its application to genetic dissection of sorghum grain shape2017

    • Author(s)
      Lisa Sakamoto, Hiromi Kajiya-Kanegae, Koji Noshita, Motoyuki Ishimori, Hideki Takanashi, Wataru Sakamoto, Tsuyoshi Tokunaga, Nobuhiro Tsutsumi, Hiroyoshi Iwata
    • Organizer
      The 5th International Symposium on Biological Shape Analysis
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] QTL解析に価値ある画像解析:ソルガムRIL集団の葉形態を例に2017

    • Author(s)
      坂本 莉沙, 藤本 優, 高梨 秀樹, 鐘ケ江 弘美, 野下 浩司, 小林 正明 , 矢野 健太郎 , 七条 光年 , 小童谷 利恵 , 大西 紀和 , 堤 伸浩 , 坂本 亘 , 岩田 洋佳
    • Organizer
      日本育種学会第132回講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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