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古ゲノム分析による日本列島の穀物利用史の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K00996
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分03060:文化財科学関連
研究機関国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構

研究代表者

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)

研究分担者 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)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード歯石 / 食性 / 古代DNA / DNAメタバーコーディング / イネ / 雑穀 / Amplicon seq / バイオインフォマティクス / AmpliconSeq / DNAバーコーディング / 古代ゲノム / 栽培史
研究開始時の研究の概要

本研究では歯石ゲノムを対象とした新規の古ゲノム分析手法を開発し日本列島人の穀物利用の歴史、その遺伝的背景の変遷を詳細に明らかにする。縄文から江戸時代にかけての歯石のDNA分析により、主要な穀物と考えられているイネ、アワ、キビ、ヒエの利用の有無およびその遺伝的多様性を調べ、各時代における日本列島人の穀物利用を考察する。利用されていた品種群や食味、色、収量や植物の背丈、出穂期、耐病性等の栽培において重要な形質について、現代のゲノム多様性情報および農業形質関連遺伝子の情報に立脚した古ゲノム解析を行うことにより詳細に解明し、古代の人々が利用した穀物の種類、特性、その変遷や農耕生活の理解を目指す。

研究成果の概要

本研究は、歯石ゲノムを対象とした新規分析法を開発することにより、日本列島人の穀物利用の歴史の解明に取り組んだ。まず人骨試料からのサンプリングによる広範な古代歯石コレクションの構築を行った。これら試料からのDNAを抽出と次世代シーケンサーをもちいたゲノム解析のための技術開発をおこなった。DNAメタバーコーディング法による網羅的な食性の解明のための、精緻な情報解析手法を開発し、歯石試料への適用により古代の人びとの食性情報の取得に成功した。また、これまで困難であったイネ科の穀類を分類可能なマーカーを独自開発しイネ科雑穀の同定に成功するなど、歯石DNAの分析による食性研究を大きく前進させた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

古代の人びとの生活を知ることは、人類学や考古学の根幹をなす興味であり、さまざまな手法がもちいられてきた。我々は近年注目されはじめた歯石DNAの解析手法を開発し、日本列島の古代の人びとの食性の歴史を明らかにするための基盤を構築した。特に考古遺物として残りにくい植物性の摂食物に着目し新しい知見を得た。作物や野生植物の利用は環境条件や農工技術と共に時代とともに変化してきたはずであり、これらを知ることはこれからの我々の環境変動への適応やレジリエントな社会とは何かを考える上でも役立つことが期待される。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Metagenomic analyses of 7000 to 5500 years old coprolites excavated from the Torihama shell-mound site in the Japanese archipelago2024

    • 著者名/発表者名
      Nishimura, L., Tanino, A., Ajimoto, M., Katsumura, T., Ogawa, M., Koganebuchi, K., Waku, D., Kumagai, M., Sugimoto, R., Nakaoka, H., Oota, H., & Inoue, I.
    • 雑誌名

      PloS one

      巻: 19(1) 号: 1 ページ: e0295924-e0295924

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0295924

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 大規模ゲノム情報を活かすプラットフォームTASUKE の開発と活用の現状2023

    • 著者名/発表者名
      熊谷 真彦、坂井 寛章
    • 雑誌名

      農研機構研究報告

      巻: 2023 号: 13 ページ: 89-97

    • DOI

      10.34503/naroj.2023.13_89

    • ISSN
      2434-9895, 2434-9909
    • 年月日
      2023-03-31
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Bioarchaeological study of ancient Teotihuacans based on complete mitochondrial genome sequences and diet isotopes2023

    • 著者名/発表者名
      Mizuno Fuzuki、Tokanai Fuyuki、Kumagai Masahiko、Ishiya Koji、Sugiyama Saburo、Hayashi Michiko、Kurosaki Kunihiko、Ueda Shintaroh
    • 雑誌名

      Annals of Human Biology

      巻: 50 号: 1 ページ: 390-398

    • DOI

      10.1080/03014460.2023.2261844

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 縄文糞石のDNAメタバーコーディングによる植物性摂食物の同定2023

    • 著者名/発表者名
      熊谷真彦、谷野彰勇、若林賢、塩野貴之、高木世里、片岡新、鵜野愛美、稲田健一、鯵本眞友美、和久大介、覚張隆史、澤藤りかい、小金渕佳江、勝村啓史、小川元之,、米田穣、太田博樹
    • 学会等名
      第38回日本植生史学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 古代メキシコ、テオティワカン遺跡出土古人骨をもちいた科学分析2023

    • 著者名/発表者名
      水野 文月 、門叶 冬樹、熊谷 真彦、石谷 孔司、林 美千子、杉山 三郎、植田 信太郎、黒崎 久仁彦
    • 学会等名
      日本DNA多型学会第32回学術
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] TASUKE+: A Web-Based Platform for Visualizing Large-Scale Resequencing Data and GWAS2023

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Kumagai, Norio Tabei, Yoshihiro Kawahara, Hiroaki Sakai and Takeshi Itoh,
    • 学会等名
      Plant and Animal Genomes 30
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 縄文糞石のDNAメタバーコーディングによる植物性摂食物の同定2022

    • 著者名/発表者名
      熊谷真彦、谷野彰勇、若林賢、塩野貴之、高木世里、片岡新、鵜野愛美、稲田健一、鯵本眞友美、和久大介、覚張隆史、澤藤りかい、小金渕佳江、勝村啓史、小川元之、米田穣、太田博樹
    • 学会等名
      日本人類学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 糞石からの古代摂食物の同定を目指した DNA キャプチャー・シークエンシング法の検討2022

    • 著者名/発表者名
      藤木雅、小金渕佳江、渡部裕介、澤藤りかい、石田貴文、熊谷真彦、太田博樹
    • 学会等名
      日本人類学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 古代土壌ゲノム解析にむけたDNA精製・濃縮法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      片岡新、谷野彰勇、小金渕佳江、渡部裕介、鰺本眞由美、熊谷真彦、勝村啓史、小川元之、太田博樹
    • 学会等名
      日本人類学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Genomics studies on Asian and African rice2022

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Kumagai
    • 学会等名
      Studies in Asian and African Geolinguistics 4th meeting
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] メタゲノム解析の基礎2022

    • 著者名/発表者名
      熊谷 真彦
    • 学会等名
      第231回農林交流センターワークショップ「次世代シーケンサーのデータ解析技術」
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Genomics studies on Oryza species2022

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Kumagai
    • 学会等名
      The 4th meeting of Studies in Asian and African Geolinguistics
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 東アジア考古科学の新展開(中村慎一監修、米田穣・佐々木由香・覚張隆史編)2024

    • 著者名/発表者名
      熊谷真彦
    • 総ページ数
      192
    • 出版者
      雄山閣
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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