リンゴの起源品種のハプロタイプの遺伝を自動追跡

2021/03/02

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農研機構と東京大学、九州大学は共同研究において、コンピューターアルゴリズムを利用したゲノムワイドマーカーの情報から、リンゴの起源品種のハプロタイプの遺伝を自動的に追跡する方法を開発した。有望な起源品種のハプロタイプを組み合わせることで、生産者や消費者のニーズに対応したさまざまな新品種の開発が進むことが期待される。

研究には、農研機構で栽培・維持されている国内のリンゴ185品種・系統と、16の交配組み合わせから育成した659個体を提供。複数のコンピューターアルゴリズムを組み合わせることで、11,786個のゲノムワイドマーカーの情報から、14種類の起源品種のハプロタイプの遺伝を自動的に追跡する方法を開発した。

リンゴ 起源品種 ハプロタイプ 可視化 農研機構 東京大学 九州大学

7つのリンゴ起源品種における14種類のハプロタイプ。(出典:東京大学)

この方法を用いることで、使用した全リンゴ個体の92%のゲノム領域を14種類のハプロタイプ情報で表すことができた。この14種類のハプロタイプ情報で表された品種群と育成個体のデータを用いて、ゲノムワイド関連解析(GWAS)を行ったところ、「ウースターペアメイン」という起源品種の1つのハプロタイプが、果皮の着色と最も強い関連を示し、個体の系譜情報と照らし合わせて、このハプロタイプの遺伝を可視化することにより、世代が進むにつれて、このハプロタイプの頻度が集団内で有意に増加していることを明らかにした。これにより、このハプロタイプが、果皮の着色の良いリンゴの育成に利用されてきた可能性があることを明らかにした。また、ゲノミックセレクション(GS)予測モデルの精度評価では、果実のリンゴ酸含量を高い精度で予測できることがわかった。

以上の結果により、起源品種のハプロタイプ情報は、系譜情報と照らし合わせてその遺伝を可視化することにより、リンゴの品種改良の歴史を紐解くことができることが可能となったとともに、有望な起源品種のハプロタイプは、今後の新品種開発への利用も期待される。また、起源品種のハプロタイプ情報を利用したゲノミックセレクション(GS)は、リンゴの品種改良の効率を向上できる可能性があるとしている。

今回開発された起源品種のハプロタイプの遺伝を自動的に追跡する方法は、リンゴと同じような他殖性作物への応用も可能とのこと。今後は、起源品種のハプロタイプ遺伝を自動的に追跡する方法の精度をさらに向上させるために、新しい材料のゲノムワイドマーカー情報を増やすとともに、ゲノムワイドマーカーの精度や適切な数についても検討を進める予定だ。

東京大学プレスリリース