根圏微生物に関わる作物遺伝子ネットワークの探索ー染色体地図上でのオミクス情報統合

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K19167
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 藤本 優 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (60554475)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 根本 圭介 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (40211461)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2025-03-31
• Keywords: 根圏微生物 / QTL解析 / オミクスデータ

Outline of Annual Research Achievements

土壌微生物叢は、土壌の生態的機能や植物との共生機能を通じて作物生産を支える一方で、そのバイオマスや種構成は逆に作物側からの強い影響を受ける。持続的な農業生産が求められる今日、かかる複雑な作物と土壌微生物の関係性のメカニズムを探るあらたなアプローチの開拓が切望されてきた。
作物には、その根圏内の土壌微生物叢に大きな品種間差が存在するものがある。たとえば、野生トマトは根圏中の細菌や糸状菌が量・種数ともに豊富であるが、同じ土壌で育てた栽培トマトは遙かに貧弱な根圏微生物叢しか持たない。このような作物を利用し、根圏微生物叢のメタゲノム、作物体のトランスクリプトーム等とQTL解析を組み合わせることによって、微生物の種構成に関わる作物側の遺伝子を推定し、そのネットワークを把握するための新たなアプローチを開拓する。具体的には、野生トマト×栽培トマト交配由来のQTL解析用集団（F9集団、１１０系統）を栽培し、根圏微生物叢のメタゲノム解析および作物体のトランスクリプトーム解析等を実施する。得られたメタゲノム情報（個々の微生物種の生息頻度）およびトランスクリプトーム等の情報（個々のトマト遺伝子の発現量）からメタゲノムQTLとトランスクリプトームの照合を行う。
今年度は、本実験で用いる土壌の根圏微生物叢を、様々な土地利用形態を対象に調査することに力点を置いた。現在、最も実験目的に合致する土壌が選択できているので、引き続きマッピング実験の遂行に向けて準備を進めている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

研究自体はほぼ当初の計画に沿って進んでおり、この点に関する不安はない。しかしながら、研究代表者の予期せぬ体調不良がいまだに継続しており、実験の進捗については遅延が生じていることは否めない。今後、可能な限り実験の効率化を図って、遅れを取り戻したい。

Strategy for Future Research Activity

上述のように、研究代表者の予期せぬ体調不良がいまだに解消せずにおり、実験の進捗については現在遅延が生じているが研究自体はほぼ当初の計画に沿って進んでいる。今年度は可能な限り実験の効率化を図って、遅れを取り戻したい。具体的には、野生トマト×栽培トマト交配由来のQTL解析用集団（F9集団、１１０系統）を栽培し、根圏微生物叢のメタゲノム解析および作物体のトランスクリプトーム解析等を実施する。得られたメタゲノム情報（個々の微生物種の生息頻度）およびトランスクリプトーム等の情報（個々のトマト遺伝子の発現量）からメタゲノムQTLとオミクスデータの照合を行っていく予定である。

Causes of Carryover

既に記したとおり、平成２３年度中に行う予定であったマッピング実験を、研究代表者の体調不良により延期した。そのため、研究期間の延長を願い出るとともに、予算の繰り越しを行った。次年度使用額は、その大半をメタゲノム解析の外注費として使用する予定である。