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2018.02.22 
ウンシュウミカンの全ゲノムを世界で初めて解読 農研機構一覧へ

・カンキツ品種改良の効率化に期待

 農研機構は国立遺伝学研究所と共同して世界で初めてでウンシュウミカン「宮川早生」(みやがわわせ)の全ゲノム解読に成功したと、2月20日、発表した。これにより、カンキツ品種改良のより一層の効率化が期待される。

ウンシュウミカン ウンシュウミカンは、日本を代表するカンキツで、国内カンキツ生産の約70%を占めている。その特徴は、(1)果実に種子がほとんどない、(2)手で簡単に皮をむくことができ食べやすい、(3)健康機能性を有するβ-クリプトキサンチンを高濃度に含有しているなどで、デコポンなど70を超える品種や系統の親ともなっている。
 今回のゲノム解読では、ゲノムの大きさが約3億6000万塩基体であることをまず突き止め、カンキツの基本染色体数と対応する9本の配列を得ることに成功。そしてゲノム配列中に約2万9000個の遺伝子が存在していると推定し、その中からカンキツの着色や結実性に関わる遺伝子91個を特定した。さらに従来知られていなかった遺伝子も複数特定、ウンシュウミカン固有の可能性のある1761個の遺伝子も見出した。
 近年、カンキツでは、大量のDNAマーカー情報から芽生え段階で果実の特性を高い精度で予測し、その結果にもとづき優良個体を選抜する技術が開発されてきた。このようなDNA情報を駆使した選抜の精度や効率を向上させるためには、多数のカンキツ品種の親となっているウンシュウミカンの重要遺伝子や特定の染色体(ゲノム)領域の配列を他の品種と比較することが必要となる。しかし、これまでウンシュウミカンの高精度な全ゲノム配列は解読されておらず、そうした比較は困難だった。
 そこで今回の研究では、近年開発された複数の高速DNAシーケンサ技術と新たなデータ解析手法を活用し、部分的に解読された短い塩基配列を段階的に結合することにより、ウンシュウミカンでの全塩基配列の解読に成功した。
 今回の成果で得られた全ゲノム配列を利用すれば、ゲノムワイド関連解析を利用した果実形質や栽培性に関わる重要遺伝子の機能推定が高速化され、カンキツの品種育成をさらに効率化できると期待される。
 なお、今回成果は国際科学雑誌「FrontiersinGenetics」(2017年12月5日)に掲載されている。
 研究にあたった清水徳朗・同機構果樹茶業研究部門上級研究員は今回のゲノム解読について次のように語った。

 
【清水氏の話】
 このカンキツ類のゲノム解読は世界で4番目になるが、ウンシュウミカンの解読としては世界初で、カンキツ類の解読としても国内で初めての成果となる。
 現在は配列を「読む」こと自体は高速DNAシーケンサを利用すれば簡単にできるが、そこで得られるのは膨大な数のきわめて短い配列断片の寄せ集めであり、それを染色体と対応付けられるような「意味のある長い配列に組み立てる」ところが最大の難関だった。
 解読成功までに要した期間は、数種類の高速DNAシーケンサを利用しており、「読む」ステップ自体は数ヶ月で完了している。その後、その配列を「組み立てる」段階ではかなりの試行錯誤を繰り返してベストな方法を模索したので、3年程度を要した。
 ウンシュウミカンを親とする品種育成の育種の効率化への利用をすでに開始している。ほ場に展開された同じ本数の苗から出現する有望な個体の獲得効率をゲノム情報を利用することで飛躍的に向上させることができる。今後5年程度をメドに有望実生を選抜できればと考えている。

 

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