遺伝子カタログ化によるコムギ品種間多様性の解明　新品種開発を加速2025年10月9日

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横浜市立大学　木原生物学研究所の清水健太郎客員教授、新潟大学農学部の岡田萌子助教、京都大学農学研究科の那須田周平教授、および京都府立大学大学院生命環境科学研究科の半田裕一教授らの研究グループは、日本を代表するコムギ品種農林61号を含む世界の9品種のゲノム・トランスクリプトーム解析により、病害抵抗性遺伝子など多数の新規遺伝子を発見。遺伝子組成と遺伝子発現を解析したところ、ヒトの個体差よりも大きな遺伝的差異（品種間差）を持つことが分かった。

同研究では、国際コムギ10+ゲノムプロジェクトの一環で、アメリカ、カナダ、ドイツ、フランス、スイス、オーストラリアに加え、日本の品種農林61号を含むコムギ9品種を対象に、イギリスのアーラム研究所、ドイツのヘルムホルツ・ミュンヘンのゲノム解析パイプラインを利用し、多様な組織における汎トランスクリプトーム解析から、遺伝子発現の包括的マップを世界で初めて作成した（図1）。

図1：世界のコムギ9品種から遺伝子発現マップを作成

2020年にゲノム配列が解読されているコムギ9品種について、品種横断的な汎トランスクリプトーム解析によって遺伝子組成を網羅的に同定したところ、高い確度で存在が推定された遺伝子の数は農林61号が最大であることが分かった。特に、ストレス応答、生長や種子品質に関与し、グルテン関連疾患などにつながるアレルゲンにもなるプロラミン遺伝子群の数や配列が9品種間で明確に異なるなど、コムギ品種間の遺伝子組成や遺伝子発現パターンの違いは、ヒトの個体差よりもさらに多様であることを明らかにした。

品種間の遺伝子発現パターンの違いに注目して解析したところ、農林61号には他の品種にない特徴的な染色体領域を持っており、そこに存在する遺伝子は、農林61号独自の配列や発現パターンを示すことが明らかに。さらにこの農林61号に特徴的な染色体領域からは、病害抵抗性遺伝子が特に多く見つかった。

これらは、解析対象に日本品種の農林61号を解析に加えたことで得られた成果。同研究で構築した遺伝子発現データセットは日本だけでなく世界のコムギ育種にも貢献し得る重要な基盤となる。

同研究で同定した日本の品種に特徴的な病害抵抗性などの遺伝子を利用することで、世界の食料安全保障への貢献が期待できる。

同研究成果は10月6日、国際科学誌『Nature Communications』に掲載された。

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