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作物形態の定量化とゲノムとの関連の解析

研究課題

研究課題/領域番号 17J05431
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 遺伝育種科学
研究機関東京大学

研究代表者

坂本 莉沙  東京大学, 農学生命科学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2017年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードフェノタイピング / 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
研究実績の概要

[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。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

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

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto Lisa、Kajiya-Kanegae Hiromi、Noshita Koji、Takanashi Hideki、Kobayashi Masaaki、Kudo Toru、Yano Kentaro、Tokunaga Tsuyoshi、Tsutsumi Nobuhiro、Iwata Hiroyoshi
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 14 号: 11 ページ: e0224695-e0224695

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0224695

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      坂本 莉沙
    • 学会等名
      日本育種学会第135回講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      坂本 莉沙
    • 学会等名
      日本育種学会第134回講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Pictures are converted into a thousand words ~Picture-based phenotyping of sorghum leaves for multi-trait QTL analysis~2018

    • 著者名/発表者名
      Lisa Sakamoto
    • 学会等名
      5th International Plant Phenotyping Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      日本育種学会第133回講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Morphometrics for genome-wide association study and genomic prediction of plant morphological traits: Its application to genetic dissection of sorghum grain shape2017

    • 著者名/発表者名
      Lisa Sakamoto, Hiromi Kajiya-Kanegae, Koji Noshita, Motoyuki Ishimori, Hideki Takanashi, Wataru Sakamoto, Tsuyoshi Tokunaga, Nobuhiro Tsutsumi, Hiroyoshi Iwata
    • 学会等名
      The 5th International Symposium on Biological Shape Analysis
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      日本育種学会第132回講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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