| 研究課題/領域番号 |
26712005
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
赤木 剛士 京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 助教 (50611919)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | カキ / 果実 / 形状多様性 / 成熟多様性 / 全ゲノム情報 / ゲノム進化 / トランスクリプトーム |
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| 研究実績の概要 |
本研究はカキ果実の生育・成熟性の多様性に着目し、その品種間多様性を利用して、果実特性に関する遺伝因子や遺伝子ネットワークに関する全ゲノムワイドなモデル化を行うことを目的としている。
平成26年度においては、主に解析の基盤作りとして、果実からの全ゲノムワイドなデータの収集と、参照となるドラフトゲノム情報の構築に関する調査を行った。カキ属のドラフトゲノム情報の由来として、六倍体である栽培ガキ（D. kaki）の近縁二倍体種であるマメガキ（D. lotus）を採用し、葉緑体フリーの葉細胞から高度に精製されたDNA高分子の抽出を行うことが出来た。これをもとにPacificBioシークエンスによってゲノムサイズの約30倍にあたる塩基情報を12-kb以上の断片として得ることができ、この断片情報を用いたde novo アセンブル方法の検討を行った。
果実からのトランスクリプトーム解析の検討も同時並行し、5月中旬から9月中旬にかけて継時的に採取した果実サンプルのサイズ変化を特性化すると同時に、RNAを抽出して、Illumina HiSeqによる解析を行った。De novo assemblyによる発現参照情報の構築を行い、果実サイズに強く影響を与える時期および因子の探索を行ったが、供試した3つの品種間において共通する因子は同定されなかった。これはおそらく反復数の不足と、使用した品種間における遺伝的背景の違いに起因するものであると考えられた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
全ゲノム情報収集のための基盤構築に予想以上の時間を使ってしまった。カキ属植物は非モデル植物であるが、ゲノム解析の困難さに加えて、多年生植物であるため、植物サンプル自体の使いにくさが影響し、ドラフトゲノム構築のためのDNA調整などにも時間を要するものである。
トランスクリプトーム情報については収集のめどがたったものの、遺伝的多様性を考慮するためのジェノタイピング法が確立されていない。品種間・種間における進化選抜圧の検出なども考慮すると、Illumina HiSeqシークエンスに基づく幅を持った一定領域の収集が理想的であり、今後はその解析法を構築して、品種間におけるジェノタイピングを行っていきたい。
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| 今後の研究の推進方策 |
ドラフトゲノム情報構築に向けて、得られたPacificBioシークエンスデータからのアセンブル法の検討及び、アンカリング法の検討を行う。具体的には、既に得られている分離交雑後代集団においてGenotyping by sequencing (GBS) 解析によって高度遺伝地図を作成し、これをアセンブルコンティグの遺伝的アンカリングに用いる予定である。
果実の形状多様性を数値化するための解析プログラムの検討を行う。現在、細胞サイズの縦横比や果実重量などでしか把握されていない果実形状に関して、その全体的な形を数値化し、トランスクリプトームなどの全ゲノムワイドなデータと相関解析を行うための手法を構築し、多様な形状多様性を示すカキ品種間での調査を行う予定である。また、果実の成熟多様性の指標として、果実生育後期（10月以降）におけるトランスクリプトーム解析を行い、エチレン合成系・感受性系に関与した因子の同定と、実際の形質との関与を調査する。
カキ品種間の遺伝的多様性を網羅するために、Illumina HiSeqシークエンスからジェノタイピングが可能なGBSまたはCapture法によるエクソーム解析を検討する。前述したドラフトゲノム情報との相互関連事項として、品種間における多様性度の検出やアンカリング法も同時に検討していく予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
マメガキのドラフトゲノム解読における計画について、予想以上にPacificBioシークエンス解析が難しかったため、植物サンプルやアセンブルプログラムの再検討が必要になった。これに伴い、PacificBioシークエンス解析自体が延期され、それに伴い、付随するリシークエンス解析や品種群間のジェノタイピングシークエンスなども次年度に繰り越されることとなった。
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| 次年度使用額の使用計画 |
既に計画の修正は出来ており、現時点でPacificBioシークエンスによるアセンブルは完了している。延期されていたドラフトゲノム構築後のリシークエンスや品種間ジェノタイピングを計画通り行うとともに、これらの実施費用の低下に伴い、新たにIllumina HiSeqによるGenotyping By Sequencingによる遺伝的アンカリングと10X GenomicsのGem-barcodeシステムによる物理的アンカリングも追加して行う予定である。
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