統合ゲノム育種学分野
統合ゲノム育種学分野 （Integrated Genomic Breeding）
資源植物科学研究所 研究グループ
統合ゲノム育種グループ教員
 | 教授 ：山本 敏央 Prof. YAMAMOTO Toshio E-mail：yamamo101040＠（@以下はrib.okayama-u.ac.jp を付けてください。） 専門分野： 作物育種学 |
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准教授 ：長岐 清孝 Assoc. Prof. NAGAKI Kiyotaka E-mail：nagaki＠（@以下はrib.okayama-u.ac.jp を付けてください。） 専門分野： 分子細胞遺伝学 |
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助教 ：古田 智敬 Asst. Prof. FURUTA Tomoyuki E-mail：f.tomoyuki＠（@以下はokayama-u.ac.jp を付けてください。） 専門分野： 植物遺伝育種学 |
主な研究テーマ
作物は人類の歴史において常に主な栄養源として利用と改良（育種）が繰り返されてきました。近年は世界的な人口増加のみならず気候変動や環境破壊、さらには健康や食の安全といったさまざまな社会的需要に対応した新しい特性を持った作物の開発がこれまで以上に求められています。今世紀になって急速に発展した生物工学や情報科学は育種現場においても重要なツールとして導入が進み、今後はこれらツールが活用できる有用な遺伝子や農業形質を多様な遺伝資源から効率的に見出して品種開発につなげるパイプラインの開発が重要となります。私たちはこのような取り組みを加速させる育種技術の開発に取り組んでいます。
多様なイネ遺伝資源が持つ有用農業形質の探索と活用
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複数品種の積み上げ交雑からなる多系交雑集団を作出し、新しい遺伝子の探索や単交雑集団にない変異を生み出す育種集団としての可能性を検証しています。またアジアの栽培イネとアフリカの栽培イネの雑種4倍体系統やその還元2倍体系統のゲノム解析を通じて、不稔や弱勢が障壁となって不可能とされていた遠縁種間の交雑育種の実現を目指しています。 |
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動原体改変による半数体の作出
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半数体は倍加半数体による育種年限の短期化に利用できますが、半数体が得られる種は限られています。シロイヌナズナやトウモロコシでは、動原体の機能を部分的に失わせた系統と野生型系統を交配すると野生型系統由来の染色体をもつ半数体ができることが報告されました。私たちはこれまでの基礎研究で得られた結果を活かし、これらの種で用いられた方法を簡便化することにより多くの種で利用可能な半数体作出系を開発しています。 |
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バイオインフォマティクスと統計遺伝学に基づく高効率迅速育種法の開発
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大規模な環境変動や急激な人口増加に対応するために、迅速で効率的な作物育種法の開発がますます必要とされています。しかし従来の育種法では、複数回に渡る交配と形質調査を繰り返すため、どうしても時間がかかってしまいます。そこで、これまで蓄積されてきた遺伝学や生理学、作物学などにおける様々なデータとゲノム情報をフル活用し、育種プロセスを短縮する新たな手法の開発を目指しています。 |
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最近の主な業績
- Hori, K., Okunishi, T., Nakamura, K., Iijima, K., Hagimoto, M., Hayakawa, K., Shu, K., Ikka, T., Yamashita, K., Yamasaki, M., Takeuchi, Y., Koyama, S., Tsujii, Y., Kayano, T., Ishii, T., Kumamaru, T., Kawagoe, Y., Yamamoto, T. (2022) Genetic Background Negates Improvements in Rice Flour Characteristics and Food Processing Properties Caused by a Mutant Allele of the PDIL1-1 Seed Storage Protein Gene. Rice 15:13 (2022.3)
- Nagaki, K., Furuta, T., Yamaji, N., Kuniyoshi, D., Ishihara, M., Kishima, Y., Murata, M., Hoshino, A. and Takatsuka, H. Effectiveness of Create ML in microscopy image classifications: A simple and inexpensive deep learning pipeline for non-data scientists. Chromosome Res. 29, 361–371. (2021. 12.)
- Zhang, G., Liu, Z., Liu, Y., Kuya N., Hua, Y., Shi, H., Zhao, W., Han, Y., Yamamoto, T., Chen, W., Sun, J. iTRAQ-Based Proteomics Investigation of Critical Response Proteins in Embryo and Coleoptile During Rice Anaerobic Germination. Rice Science 28: 391-401. (2021.7.)
- Ishii, T., Nagaki, K., and Houben, A. Application of CRISPR/Cas9 to visualize defined genomic sequences in fixed chromosomes and nuclei （分担執筆）Cytogenomics ISBN 9780128235799 (2021. 5)
- 上田忠正・石丸 健・後藤明俊・一家崇志・近藤勝彦・松原一樹・林 武司・山本敏央・田中淳一 日本のイネ品種を背景とした準同質遺伝子系統の比較栽培による収量関連9対立遺伝子の遺伝的効果 育種学研究 23: 16-27.（2021.5.）
- 長岐清孝 第５章ヒト染色体と染色体のふるまい （分担執筆）．エッセンシャル遺伝学・ゲノム科学［原著第7版］ （中村千春、岡田清孝編）ISBN 978-4-7598-20 (2021. 1.)
- Kuniyoshi D, Masuda I, Kanaoka Y, Shimazaki-Kishi Y, Okamoto Y, Yasui H, Yamamoto T, Nagaki K, Hoshino Y, Koide Y, Takamure I, Kishima Y. Diploid male gametes circumvent hybrid sterility between Asian and African rice.Front. Plant Sci. 11:579305. doi: 10.3389/fpls.2020.579305 (2020.11)
- 石井孝佳・長岐清孝・菊池真司 細胞遺伝学の新潮流-より速く、より広く、より細かく、そして創出へ、古くて新しいゲノムの見える化技術. 化学と生物 58: 606-613. (2020. 11.)
- 山本敏央・古田智敬・小川大輔・米丸淳一・國吉大地・貴島祐治 イネ育種における遺伝的多様性を拡大するための2,3のアプローチ. 作物研究 65：83-87. (2020.10.)
- Inoue, K., Takahagi, K., Kouzai, Y., Koda, S., Shimizu, M., Uehara-Yamaguchi, Y., Nakayama, R., Kita, T., Onda, Y., Nomura, T., Matsui, H., Nagaki, K., Nishii, R. and Mochida, K. Parental legacy and regulatory novelty in Brachypodium diurnal transcriptomes accompanying their polyploidy. NAR Genomics and Bioinformatics 2: 1-14. (2020. 9.)
- Nagai, K., Mori, Y., Ishikawa, S., Furuta, T., Gamuyao, R., Niimi, Y., Hobo, T., Fukuda, M., Kojima, M., Takebayashi, Y., Fukushima, A., Himuro, Y., Kobayashi, M., Ackley, W., Hisano, H., Sato, K., Yoshida, A., Wu, J., Sakakibara, H., Sato, Y., Tsuji, H., Akagi, T., Ashikari, M. Antagonistic regulation of the gibberellic acid response during stem growth in rice. Nature 584 :109-114. doi: 10.1038/s41586-020-2501-8.(2020.8)