2022 Fiscal Year Research-status Report
Ancient genomics study on histories of crop species utilization in Jananese Archiperago
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21K00996
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
熊谷 真彦 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 高度分析研究センター, 主任研究員 (80738716)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
植田 信太郎 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 名誉教授 (20143357)
水野 文月 東邦大学, 医学部, 講師 (50735496)
石谷 孔司 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究員 (40826062)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | DNAバーコーディング / 歯石 / 古代DNA / AmpliconSeq / イネ / 雑穀 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【研究目的】本研究では、特定の種群に特化した専用マーカーによる高精度な分類法と核遺伝子・ゲノムの新規分析法の開発とにより、古代に利用されていた植物種や品種の特徴を詳細に理解することを目指す。具体的には、古代の歯石試料のDNAからイネ、アワ、キビ、ヒエに着目し、これらの確実な分類、詳細な品種群の同定、および特定種の核遺伝子解析による形質情報の取得手法の開発を目指している。これにより、古代のヒトの穀物利用の歴史の一端を解明することを目指す。
【研究実施状況】
本年度は古代人骨試料からの歯石のサンプリングを実施することができ、国内の多数の研究者の協力により、大幅に試料の充実化ができた。近世を中心に、古墳～弥生～縄文以前も並行して進め、累計200以上を収集し、日本列島の広範な地域、年代についてカバーするコレクションが集積できた。得られた歯石試料について、江戸時代の試料を中心に古代ＤＮＡ実験専用の施設、設備でのＤＮＡ抽出実験を進め、新規に設計したマーカーおよび先行研究でも用いられてきた、より汎用的なマーカーについてＰＣＲ法による増幅および次世代シーケンサーによる解読を進め順調にデータを得ることができた。同時代の炭化米などの炭化試料をもちいた研究と比して、非常に高効率でデータを得られる結果となっている。独自に開発した種系統を分類・同定する情報解析パイプラインを用いて、次世代シーケンサーで解読された配列データから種系統の分類もうまく行き、穀物の多様性に関しての知見が得られた。また、予想以上に配列の多様性が高い可能性がある結果も得られており、非常に興味深い。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
サンプリングを実施することができ、試料が大幅に拡充した。また、ＤＮＡ抽出実験、ＰＣＲ増幅およびデータ解析についても、葉緑体に設計したマーカーについて順調に進んだ。
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| Strategy for Future Research Activity |
葉緑体マーカーについて、近世の試料を中心に実験・解析ともに非常に順調に進展している。今後は、計画通りにより古い時代の試料についても実験・解析を進めていく。核DNAのデータをいかに取ることができるかが、分野として大きな研究課題であるが、現在のところ成功に至っていない。歯石DNAであっても、テンプレートDNAが微量であることが主因と考えられる。今後はこれを解決するための核DNAを濃縮する手法の適用が可能かを検討し、最適化を図りたい。
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| Causes of Carryover |
主に年度前半に予定していたサンプリングが実施不可能な状況であり、後半においても少人数でのサンプリングを強いられたため。次年度前半に効率的にサンプリングを実施するために使用する。
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