2018 Fiscal Year Annual Research Report

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 Institution	The 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
Keywords	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
Outline of Annual Research Achievements	作物の輪郭形状は消費者の嗜好性、輸送コスト、加工コスト等の観点から重要な育種対象となっている。修士からの研究で引き続きソルガムの種子の輪郭形状を題材として輪郭とゲノムの関連の解析を行った。輪郭の定量化手法として代表的なものに楕円フーリエ記述子を用いる方法とセミランドマーク法がある。修士ではこれらを用いて輪郭の定量化を行い、ゲノムとの関連を解析した。しかし、この2つの手法は向きと大きさの基準化と定量化手法という2つの因子が違っているため、手法比較して考察を行うことがやや難しかった。そこで大きさのスケーリングの有無、向きの基準化の手法4通り、3種類の形状記述法、計24組の手法の組み合わせで輪郭の定量化を行い、ゲノムワイドマーカーから輪郭形状の予測とゲノムワイドアソシエーション解析を行った。定量化手法として楕円フーリエ記述子を用いるか擬似標識点500点を用いるかは主成分分析の結果にほとんど影響を及ぼさなかった。スケーリングの有無、基準化手法の違いにより、主成分分析の結果は異なった。ゲノミック予測の結果では、スケーリングの有無、基準化手法の違いにより結果が異なった。スケーリングしなかった場合の方がスケーリングをする場合よりも予測制度が高かった。基準化手法は胚側と側面側で予測制度が高い手法が異なった。ゲノムワイドアソシエーション解析ではスケーリングの有無、基準化手法の違いにより異なるSNPが検出された。しかし、どの手法がゲノムワイドアソシエーション解析に適しているというものはなかった。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 形態の定量化をする際にどのような操作が遺伝解析にまで影響を与えるかというのはほとんど研究されてこなかった。「作物形態の定量化とゲノムとの関連の解析」という研究においてスケーリングの有無、向きの基準化の手法によって遺伝解析の結果が変わることをきちんと示せたことはこの研究が概ね順調に進展していることを示していると言える。楕円フーリエ解析やセミランドマーク法を使った幾何学的形態計測学を利用した形態の定量化と遺伝解析との関連については大いに進展したと考えている。
Strategy for Future Research Activity	2Dの形状解析の定量化手法が遺伝解析にどう影響するかの理解は進んだものの、3Dの形状定量化手法については研究を今後進めていく必要がある。3Dの形状定量化手法については球面調和関数を使った解析やその他の手法がどのように遺伝解析にどう影響するかの解析をする必要がある。