【生命環境学科】Scientific Reportsに論文掲載　　－福永研究室

生物資源科学部生命環境学科の福永研究室が、岩手生物工学研究センター、東京農業大学生物資源ゲノム解析センター、東京農業大学農学部、京都府立大学生命環境科学研究科と共同で、Scientific Reports に論文を発表しました。プレスリリースも行われました。以下に研究内容を掲載します。

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県立広島大?岩手生工研?東京農大?京都府大の共同研究が学術誌「Scientific Reports」に掲載

雑穀?アワの多様化と分布拡大に関わる候補遺伝子の同定

― 作物の進化の解明と実験系統作成 －

　県立広島大学生物資源科学部?福永健二 教授、岩手生物工学研究センター?阿部陽 主席研究員、東京農業大学生物資源ゲノム解析センター?田中啓介 助教、東京農業大学農学部?河瀬眞琴 教授、京都府立大学生命環境科学研究科?大迫敬義 准教授らは、古代より五穀に数えられているアワについて実験集団を構築し、次世代シークエンサー（NGS）を用いた解析を行うことにより詳細な連鎖地図を作成しました。これを用いて形質の多様化や異なる環境条件への適応に関する候補遺伝子を同定しました。さらに、品種間や系統間の解析を行い多様化の遺伝的基礎を明らかにしました。アワという作物が歴史上どのように分布を広げてきたかや人の選抜でどのように多様化してきたかの手掛かりになる研究といえます。

 本研究成果は，英国の国際誌「Scientific Reports」（電子版）2022 年1月7日付（日本時間午後7時）に掲載されました。

【発表のポイント】

雑穀?アワの実験系統作成と形質の多様化や分布拡大等の作物進化に関わる候補遺伝子を同定

１．雑穀のひとつであるアワについて、日本品種と台湾品種の交配から10年かけて実験系統90系統（組換え近交系）を作出しました。

２．両親系統と90系統をNGSによる高効率的な部分ゲノム解読手法(flexible ddRAD-seq)で解析することにより詳細な連鎖地図を作成しました。また、両親系統の全ゲノムを解読しました。

３．アワが多様な環境に広がった鍵になる遺伝子や形質の多様化に関わる３つの遺伝子について解析しました。

（１）葉鞘の色の違いを決定する遺伝子を同定しました。アワが世界に広がっていく過程で赤い葉鞘から緑の葉鞘への進化は複数回独立に起こっていることが示唆されました。

（２）穂の先の毛（刺毛）が小穂に先祖返りした形質(spikelet tipped bristles=stb)は、オオムギの二条と六条の違いを決定する遺伝子と似たHOX14という遺伝子の変異が原因であることを明らかにしました。

（３）イネやソルガムで見つかっているPRR37遺伝子が、アワにおいても品種による出穂期の違いを生み出したことがわかりました。トランスポゾン挿入による遺伝子の機能欠失が、日長反応性を喪失させ、高緯度や低緯度への分布拡大に大きな役割を果たしたことが示唆されました。

【研究内容】

　古代より五穀のひとつに数えられるアワは、イネと並んで新嘗祭のような宮中祭祀に供される穀物であり日本の文化と密接な関係があります。古くは中国の古代文明の主食であったとされ、近代以前はアジアやヨーロッパで穀物�