岡山大学大学院 環境生命科学研究科

MENU

植物多様性解析学分野

植物多様性解析学分野 (Plant Diversity Analysis)

資源植物科学研究所 研究グループ

  ゲノム多様性グループ

教員

SATO Kazuhiro 教授 :佐藤 和広 Prof. SATO Kazuhiro
E-mail:kazsato@(@以下はrib.okayama-u.ac.jp を付けてください。)
専門分野: 植物育種、植物遺伝資源、ゲノム解析
SAISHO Daisuke 准教授 :最相 大輔 Assoc. Prof. SAISHO Daisuke
E-mail:saisho@(@以下はrib.okayama-u.ac.jp を付けてください。)
専門分野: 植物育種、植物分子遺伝、集団遺伝
HISANO Hiroshi 准教授 :久野 裕 Assoc. Prof. HISANO Hiroshi
E-mail:hiroshi.hisano@(@以下はrib.okayama-u.ac.jp を付けてください。)
専門分野: 植物分子育種、植物遺伝資源
→採択プロジェクトの紹介はこちら

主な研究テーマ

  当研究室では、国内外のオオムギ系統、ゲノムDNAクローンなどのリソースを保有し、 ①リソースの導入と配付 ②系統の多様性評価 ③リソース情報のデータベース構築 ④ゲノム解析や分子生物学的手法によるオオムギ遺伝資源の機能開発などに取り組んでいる。

遺伝解析およびゲノム多様性解析に基づく植物遺伝資源の評価と利用

 保存遺伝資源の評価に基づいて、種子休眠性、病害抵抗性などのストレス耐性の遺伝解析と遺伝子単離を行い、遺伝子の機能を解析してその産業利用を図っている。

img_theme01.jpg

オオムギには多くの穂の形態的な変異が認められ、このような多様性は実用的な形質においても存在する。

植物のゲノム情報解析

 ゲノム情報や遺伝子発現情報を植物の多様性解析ならびに育種に役立てるため、系統のゲノム配列あるいはmRNA配列の取得と解析を行っている。特にゲノム全体の遺伝子情報を活用して、系統の多様性を解析し、必要とする系統を選抜する技術の開発を目指している。これらの研究に必要な解析ツールならびにデータベースの開発も行っている。

img_theme02.jpg

オオムギのゲノム配列解析では岡山大学が「はるな二条」のゲノム配列解読を行い、複数品種のゲノム比較による1,500万の一塩基多型(SNP)を検出した。

オオムギの遺伝的多様性と適応分化に関する研究

 中東で起源し世界中に栽培域を広げた栽培オオムギの適応分化の遺伝的背景を明らかにすることを目的に研究に取り組んでいる。特に、出穂特性や非生物ストレス応答性を中心に、表現型の変異の全体像と、遺伝的分化との関係に注目して研究している。

img_theme03.jpg

オオムギ遺伝資源の春化要求性(播性程度)の地理的分布

植物有用形質の遺伝的多様性に関する研究と育種への応用

 オオムギの環境ストレス耐性に関わる有用形質遺伝子の探索を行い、遺伝的多様性の理解と目的遺伝子の導入・機能解析を行っている。一方で、オオムギにおける形質転換技術の向上を目指し、培養特性関連遺伝子の解析並びに人工ヌクレアーゼによるゲノムへの標的変異挿入を行っている。

img_theme04.jpg

アグロバクテリウム法によるオオムギ形質転換体の作出 (選抜培地上でカルスから再生したシュート)

最近の主な業績

  • (1) Sakkour, A., Mascher, M., Himmelbach, A., Haberer, G., Lux, T., Spannagl, M., Stein, N., Kawamoto, S., Sato, K. 2022. Chromosome-scale assembly of barley cv. ‘Haruna Nijo’ as a resource for barley genetics. DNA Research 29 (1) dsac001
  • (2) Hisano, H., Hoffie, R. E., Abe, F., Munemori, H., Matsuura, T., Endo, M., Mikami, M., Nakamura, S., Kumlehn, J., Sato, K. 2021. Regulation of germination by targeted mutagenesis of grain dormancy genes in barley. Plant Biotechnol. J. https://doi.org/10.1111/pbi.13692
  • (3) Sato, K., Takeda, K., Ma, J.F. 2021 Germplasm evaluation for crop improvement: Analysis of grain quality and cadmium accumulation in barley. J. Cereal Sci. 101: 103297.https://doi.org/10.1016/j.jcs.2021.103297
  • (4) Sato, K., Mascher, M., Himmelbach, A., Haberer, G., Spannagl, M., Stein, N. 2021. Chromosome-scale assembly of wild barley accession 'OUH602'. G3 Genes|Genomes|Genetics 11:jkab244
  • (5) Sato, K., Abe, F., Mascher, M., Haberer, G., Gundlach, H., Spannagl, M., Shirasawa, K., Isobe, S. 2021. Chromosome-scale genome assembly of the transformation-amenable common wheat cultivar ‘Fielder’. DNA Res. 10.1093/dnares/dsab008
  • (6) Jayakodi, M., Padmarasu, S., Haberer, G., Bonthala, V. S., Gundlach, H., Monat, C., Lux, T., Kamal, N., Lang, D., Himmelbach, A., Ens, J., Zhang, X. Q., Angessa, T. T., Zhou, G., Tan, C., Hill, C., Wang, P., Schreiber, M., Boston, L. B., Plott, C., Jenkins, J., Guo, Y., Fiebig, A., Budak, H., Xu, D., Zhang, J., Wang, C., Grimwood, J., Schmutz, J., Guo, G., Zhang, G., Mochida, K., Hirayama, T., Sato, K., Chalmers, K. J., Langridge, P., Waugh, R., Pozniak, C. J., Scholz, U., Mayer, K. F. X., Spannagel, M., Li, C., Mascher, M. and Stein, N. 2020. The barley pan-genome reveals the hidden legacy of mutation breeding. Nature 588: 284–289.
  • (7) Sato, K. 2020. History and Future Perspectives of Barley Genomics. DNA Res 27(4) 10.1093/dnares/dsaa023
  • (8)Sato, K., Ishii, M., Takahagi, K., Inoue, K., Shimizu, M., Uehara-Yamaguchi, Y., Nishii, R., Mochida, K. 2020. Genetic factors associated with heading responses revealed by field evaluation of 274 barley accessions for twenty seasons. iScience :https://doi.org/10.1016/j.isci.2020.101146
  • (9)Tanaka, S., Yoshida, K., Sato, K., Takumi, S. 2020. Diploid genome differentiation conferred by RNA sequencing-based survey of genome-wide polymorphisms throughout homoeologous loci in Triticum and Aegilops. BMC Genomics 21:246
  • (10)Abe, F., Haque, E., Hisano, H., Tanaka, T., Kamiya, Y., Mikami, M., Kawaura, K., Endo, M., Onishi, K., Hayashi, T. and Sato, K. 2019. Genome-Edited Triple-Recessive Mutation Alters Seed Dormancy in Wheat. Cell Rep. 28: 1362-1369.

卒業生・修了生の進路

  • 国家公務員、農研機構等研究員、地方自治体職員、ビール会社、種苗会社、大学教員等