② バイオインフォマティクス研究による農業生物ゲノム情報の高度化

② バイオインフォマティクス研究による農業生物ゲノム情報の高度化

課題番号2012020454
研究機関名農業生物資源研究所
研究期間-4
年度2012
研究問題1.画期的な農作物や家畜等の開発を支える研究基盤の整備
大課題(2)農業生物のゲノムリソース・情報基盤の整備・高度化
中課題② バイオインフォマティクス研究による農業生物ゲノム情報の高度化
大項目第2 国民に対して提供するサービスその他の業務の質の向上に関する目標を達成するためとるべき措置
中項目1.試験及び研究並びに調査
摘要1.高速シーケンサーのデータ解析をウェブブラウザから操作可能なシステムを構築した。数十〜数百品種のゲノム配列や多型情報を同時に表示でき、ウェブ上で操作して簡単に情報取得できるゲノムブラウザを開発した。また、大量ゲノム配列情報からの遺伝子予測を効率化するための包括的な自動アノテーションの仕組みを完成させた。
2.高速シーケンサーによる転写産物解析の信頼性向上と処理能力の増大を背景に、イネの140条件における全転写産物を解析するとともに、これらの情報を網羅的に表示し、また関連した遺伝子を容易に発見できるデータベースを開発した。
3.オオムギゲノム全塩基解読の国際プロジェクトにおいて、完全長cDNA情報の大規模情報解析によるアノテーションを担当し、信頼性の高いオオムギ遺伝子データセットとして26,159個の遺伝子を決定した。これは、今後のオオムギゲノム研究のための重要基盤になると期待される。
4.コムギ6B染色体ゲノム解読におけるアノテーションのために必要な情報解析技術を開発した。タンパク質やRNAの遺伝子を高速かつ容易に発見できるシステムを開発し、これを染色体6B全体の解読配列概要版に適用してアノテーション情報を作成した。
5.アズキの近縁種がもつ有用遺伝子の発掘を目指して、まず、高速シーケンサーで栽培種(しゅまり)のゲノム配列を解読するとともに新規アセンブルを行い、推定ゲノムサイズとほぼ同じ合計5億塩基対以上の配列を得た。
6.イネの重要害虫であるトビイロウンカにおいて、殺虫剤抵抗性発達機構解明、抵抗性イネ加害因子同定を目指してゲノム解読を進め、コンティグのN50は2,671bp、スキャフォールドのN50は8,678bp、コンティグの総塩基長は760Mb(ゲノムサイズの約68%)のゲノム配列情報を得た。また、RNA-seqデータをベースとしたトランスクリプトーム解析を進め、冗長性を可能な限り排除した網羅的な遺伝子配列のセットUnigeneを作成し、殺虫剤抵抗性関連遺伝子候補を整理した。また、トビイロウンカ連鎖地図のデータベースを作成し公開した。
(http://sogo.dna.affrc.go.jp/cgi-bin/sogo.cgi?class=unka)
7.アブラナ科作物の難防除害虫であるコナガの殺虫剤抵抗性獲得機構を解明するためにゲノム解読並びにトランスクリプトーム解析を進めた。WGS配列データおよびトランスクリプトーム配列データ(ESTおよびRNA-seqデータ)について、de novoアセンブル、de novoリピート配列の識別、クラスタリング、遺伝子予測、自動アノテーション等を行い、32,807の遺伝子候補配列セットを生成し、データベースシステムKONAGAbaseとして公開した(http://dbm.dna.affrc.go.jp/px/)。
研究分担伊藤 剛
田中 剛
坂井 寛章
沼 寿隆
川原 善浩
山本 公子
門野 敬子
安河内 祐二
末次 克行
木原 眞実
上樂 明也
協力分担関係(独)農業・食品産業技術総合研究機構
(社)農林水産・食品産業技術振興協会
国立大学法人東京大学
三菱スペース・ソフトウエア(株
(独)理化学研究所
国立大学法人京都大学
公立大学法人横浜市立大学
国立大学法人神戸大学
日清製粉(株)
予算区分技会交付金研究 イノベーション創出事業 委託プロ[新農業展開ゲノムプロ] 委託プロ[ゲノム情報データベース] 文科省[科研費]
業績(1)The Rice Annotation Project Database: Update for a new genome assembly (Os-Nipponbare-Reference-IRGSP-1.0)
(2)RNA-seqデータ解析パイプラインの構築とイネのトランスクリプトーム解析
(3)ゲノムワイドな系統解析によるイネ栽培史における遺伝子移入パターンの解明
(4)KONAGAbase: a genomic database of the diamondback moth
(5)A simple sequence repeat- and single-nucleotide polymorphism-based genetic linkage map of the brown planthopper, Nilaparvata lugens
(6)Global transcriptome analysis reveals distinct expression among duplicated genes during sorghum-interaction
(7)A physical, genetic and functional sequence assembly of the barley genome
(8)Progress in genome sequencing of the brown planthopper, Nilaparvata lugens
(9)Genome sequence analysis and database construction of rice and related cereals
(10)bex-db: Bioinformatics workbench for comprehensive study of barley expressed genes
(11)RNA-Seq法による感染時のイネといもち病菌同時遺伝子発現プロファイル解析
(12)Integrated plant genome annotation web service for non-bioinformatiocs users
(13)Simultaneous RNA-seq analysis of a mixed transcriptome of rice and blast fungus interaction
(14)Rice Annotation Project Database (RAP-DB): An integrative and interactive database for rice genomics
(15)栽培イネにおけるExon-Intron構造進化
(16)Annotation pipeline for the Wheat Chromosome 6B Sequencing Project
(17)Characterisation of the wheat (triticum aestivum L.) transcriptome by de novo assembly for the discovery of phosphate starvation-responsive genes: gene expression in Pi-stressed wheat
(18)Gene flow between rice varietal groups revealed by NGS data analysis
(19)Bioinformatics analysis of the barley genome and full-length cDNAs
(20)オオムギ発現データベース: bex-db
(21)Improvement of the Oryza sativa Nipponbare reference genome using next generation sequence and optical map data
(22)穀類ゲノム配列から如何に情報を得るか
(23)Introgression pattern on rice domestication history inferred from phylogenomic analysis
(24)Rice Annotation Project Database (RAP-DB): An integrative and interactive database for rice genomics
(25)Rice Annotation Project Database (RAP-DB) and its extension to comparative genomics
(26)殺虫剤抵抗性問題におけるゲノム情報基盤の活用
(27)The 9th rice annotation project meeting
(28)Deep re-sequencing of multiple accessions of rice for the effective exploration of natural variations
パーマリンクhttps://agriknowledge.affrc.go.jp/RN/3030203449
収録データベース研究課題データベース

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