(イ)ゲノム情報を活用した研究開発の高度化

(イ)ゲノム情報を活用した研究開発の高度化

課題番号2013023186
研究機関名水産総合研究センター
研究期間2011-2015
年度2013
研究問題(2)研究開発等の重点的推進
大課題オ.基盤となるモニタリング及び基礎的・先導的研究開発
中課題(イ)ゲノム情報を活用した研究開発の高度化
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 研究開発等
摘要 クロマグロの筋肉における呼吸関連遺伝子の発現量が他の魚類と比べて多いことを明らかにした。脳下垂体ホルモンを添加した培養液中で成熟初期のクロマグロ卵巣を器官培養し、網羅的な遺伝子の発現変動を解析できることを示した。クロマグロの全ゲノム解読については、飼育管理技術の改良に結びつく視覚について解析し、その論文が世界的な著名科学雑誌PNASに掲載された。次世代シーケンサーを用いて、さめ類、さけ・ます類、海藻類のマイクロサテライトDNAマーカーを開発した。スサビノリの完全長cDNAライブラリーを作成し、全発現 遺伝子に相当する6,906遺伝子のカタログを完成した。ウナギの抹消血球を用いた短期培養法による染色体標本作製法を確立し、後期複製 バンド法を用いた染色体分染を実施するとともに、セルソーターを用いて単一染色体を分取した。また、タイラギの多型解析やブリの全ゲノム解読等、当初の計画にはなかった行政等からの研究の要請にも迅速かつ的確に対応した。マイワシ等の魚類では、集団遺伝学の標準モデル(Wright-Fisherモデル)よりもLambda(多体)モデルが適していると考えられることから、集団の多型分析による個体群動態パラメ ータの推定手法として、多体モデルのパラメータ最尤推定法を検討した。その結果、明らかとなった。
海洋微生物等のメタゲノム解析手法(環境サンプルから直接DNAを抽出し、系統解析を行う手法)の開発では、メタゲノム解析のためのサンプル採取を西日本各地で合計143回行った。メタゲノムデータは、プランクトン、ウイルス画分を合計114件取得し、データベースに登録した。リファレンス配列となる全ゲノムは、魚病細菌、感染ファージ、殺藻細菌を合わせて50件取得し登録した。メタゲノム解析により、低濃度の赤潮原因プランクトン(シャットネラ)の増殖をモニターすることに成功した。また、定量PCR法等により、赤潮等の発生に関与 する微生物集団の経時的な変化の解析に着手した。現場試料を用いた赤潮プランクトン定量性の検証、及び赤潮予測指標の候補微生物を検出・定量するためのプライマー(DNA断片)を作製した。平成25年度は、大阪湾において麻痺性貝毒原因プランクトンが大規模に増殖した が、メタゲノム解析により、平成24年度と比較して出現種の組成が大きく異なることが示された。海水中の毒量と原因プランクトン密度の増減とが高い相関を示したことから、海水中の貝毒成分の定量が貝毒プランクトンのモニタリング指標として利用できる可能性が高いと考えられた。東北海域において、沿岸域は仙台湾に設定した沿岸定線、沖合域は親潮域と親潮・黒潮移行域をまたぐ観測定線(Aライン)を 対象に定期海洋観測を行い、従来の方法による微生物群集の多様性及び動態解析を行うとともに、メタゲノム解析のための試料採水を行った。次世代シーケンサーを用いた動物プランクトンのメタゲノム解析手法を確立した。節足動物を標的とした新たな28S-rRNA(リボソームRNA)のユニバーサルプライマーを開発し、18S-rRNAに8個ある超可変領域を精査するとともに、細菌の16S-rRNA、真核生物の18S-rRNA及び28S-rRNAを標的としたユニバーサルプライマーについて種名情報を付加したDNAプローブセットを作成した。さらに、定期的な新規登録配 列の取得、重複登録の精査、新規プローブの登録、プローブセットの更新を自動で実施する迅速・大量データ処理システムを構築した。珊瑚礁の保全や回復に向けたメタゲノム研究を開始した。ノーベル賞受賞者ジェームズD.ワトソン博士が特別講演を行った国際水圏メタゲノムシンポジウムにおいて5件の口頭発表を行うなど、メタゲノム研究の成果を大きくアピールした。
アマモ場内のシャットネラ殺藻細菌数はアマモ場外よりも多かったが、分離された細菌は同種であり、アマモ場に出現する赤潮抑制細菌 の種類は沿岸海水中と共通していると考えられた。また、定量PCR法等により赤潮等の発生に関与する微生物集団の経時的な変化の解析に 着手した。さらに、飼育環境水中の病原体ゲノムの網羅的解析で、ゲノムが107コピー/L以上であれば検出可能であることを明らかにする など、養殖漁場における魚病の発生予測法を検討した。
研究分担清水昭男
藤原篤志
坂本節子
釜石隆
及川寛
乙竹充
桑田晃
長井敏
坂見知子
斉藤憲治
中村洋路
馬久地みゆき
協力分担関係国立遺伝学研究所
予算区分委託プロ[水産プロ] 文科省・JST競争的資金
業績(1)メタゲノム解析手法を用いた沿岸プランクトンモニタリングの現状について
(2)メタバーコーディング:DNAバーコーディングを応用した新しい未知生物探索技術
(3)仙台湾における植物プランクトンの群集構造の季節変動
(4)Automated screening and primer design of fish microsatellite DNA loci on pyrosequencing data.
(5)Tri-, tetra-and pentanucleotide-repeat microsatellite markers for the Schlegel’s black rockfish Sebastes schlegelii: the potential for reconstructing parentages.
(6)Immunohistochemical study of pituitary cells in wild and captive Salminus hilarii (Characiformes: Characidae) females during the annual reproductive cycle
(7)Comparative Genomic Characterization of Three Streptococcus parauberis Strains in Fish Pathogen, as Assessed by Wide-Genome Analyses.
(8)海産紅藻スサビノリのゲノム解読
(9)Mitochondrial phylogenomics to resolve the cypriniform tree of life: Higher-level and detailed relationships inferred from over 500 sequences Normal 0 0 2 false false false EN-US JA X-NONE
(10)Genomic insights into the adaptation of tuna for fast and sustainable swimming
(11)定量PCRによるブリ飼育水中からのノカルジアの検出
(12)Exploring the evolutionary link between Pa rmales and the success of diatoms in marine ecosystems
(13)Plankton biodiversity research in Japanese coastal waters by 454 pyrosequencing
(14)未記載分類群探索に適したDNAバーコーディングアルゴリズム
(15)海水メタゲノムからのChattonella殺藻細菌遺伝子の検出
(16)Edwardsiella ictaluri感染バクテリオファージ株PEi21の全ゲノム配列解析
(17)海水からのマダイイリドウイルス濃縮法の検討
(18)海洋水産資源を支える珪藻の成功の秘密を未知の藻類:パルマ藻で探る
(19)メタゲノム解析手法を用いた沿岸プランクトンモニタリングの現状について
(20)成層期における仙台湾への外洋水による栄養塩供給
(21)メタバーコーディングが拓く新種探索の新時代
(22)コアレセント・シミュレーションによるマイワシ加入過程の検討
(23)四国地方で発見されたマガキ属(Crassostrea)の未記載種について
(24)科学研究費助成事業(基盤研究B)「バイオインフォマティクス技術による魚類の細胞性免疫誘導型ペプチドの探索」実績報告書
(25)Two new computational methods for universal DNA barcoding: A benchmark using barcode sequences of bacteria, archaea, animals, fungi, and land plants
(26)Seasonal variations of unicellular diazotroph groups A and B, and Trichodesmium in the northern South China Sea and neighboring upstream Kuroshio Current
(27)ヒラメの主要組織適合遺伝子複合体のジェノタイピング
(28)Distribution of marine diazotrophic cyanobacteria around Japan in the western North Pacific Ocean in summer
(29)DNAバーコードデータベースの効率的整備戦略を探る
(30)個体群動態におけるbottleneckとsweepstakesがDNA配列に残す痕跡
(31)ノリゲノム解読〜紅藻のモデル生物として〜
(32)仙台湾のセイシュ
(33)仙台湾における珪藻群集の種組成と季節変動
(34)北海道沖観測定線の長期観測データによる 親潮域のプランクトン珪藻群集の季節変動と長期変動解析
(35)農林水産技術会議委託プロジェクト研究 平成25年度 海洋微生物解析による沿岸漁業被害の予測・抑制技術の開発 実施報告書
(36)Expression profiles of interferon gamma genes in response to immunostimulants and alloantigen in ginbuna crucian carp Carassius auratus langsdorfii
(37)Development of novel microsatellite markers for Cymodocea rotundata Ehrenberg (Cymodoceaceae), a pioneer seagrass species widely distributed in the Indo-pacific.
(38)Potential infectivity of the virus re-isolated from surviving Japanese amberjack (Seriola quinqueradiata) after experimental infection with red sea bream iridovirus
(39)RNA-seqデータを用いたクロマグロ各種組織の遺伝子発現解析
(40)群れ形成過程におけるサイズ選択と頻度分布
(41)3種類のADCPを用いた万石浦水路における通過流量の定量化
(42)メタゲノムクスによるプランクトンモニタリングの実践(植物プランクトンを中心に)
(43)次世代シーケンサーによるエゾアワビのミトコンドリアDNAタイピング
(44)マガキ中腸腺に発現する遺伝子の季節変動
(45)魚病細菌Edwardsiella tardaマダイ由来株の完全ゲノム配列決定
(46)Extracting DNA from whole organism homogenates and the risk of false positives in PCR based diet studies: a case study using spiny lobster larvae.
(47)Adaptive evolution of fish hatching enzyme: one amino acid substitution results indifferential salt dependency of the enzyme
(48)Evolutionary changes of multiple visual pigment genes in the complete genome of Pacific bluefin tuna
(49)Dynamics of virus titer and quantity of red sea bream iridovirus DNA using natural and autoclaved artificial sea water under different water temperatures
(50)The relative contributions of unicellular and filamentous diazotrophs to N2 fixation in the South China Sea and the upstream Kuroshio
(51)Comparative transcriptomics of Atlantic Salmo salar, chum Oncorhynchus keta and pink salmon O. gorbuscha during infections with salmon lice Lepeophtheirus salmonis.
(52)Exploring the Evolutionary Link Between Parmales and the Success of Diatoms in Marine Ecosystems
(53)魚群の中立モデル
(54)マルチビーム魚探機ME70と計量魚探機EK60の併用による魚群観測
(55)水産生物のゲノム解読
(56)次世代シーケンサーを利用したヒラメの主要組織適合遺伝子複合体(MHC)クラスIa遺伝子のジェノタイピング
(57)スサビノリゲノムの解読
(58)平成24年度海洋微生物解析による沿岸漁業被害の予測・抑制技術開発実施報告書のうち「貝毒の発生予測および毒量直接測定技術の開発」
(59)大型動物プランクトンのメタゲノム解析技術の開発
(60)微生物相塩基配列の収集および赤潮等の発生予測手法の開発
(61)9.研究の進捗状況(2)微生物相に基づく漁業被害の発生予測・抑制技術の開発
(62)赤潮原因種等プランクトンのメタゲノム解析技術の開発
(63)DNAによる判別
(64)赤潮発生に関与する微生物の定量的分子モニタリング技術の開発
(65)太平洋クロマグロの全遺伝子情報を解読、クロマグロは微妙な青緑色の違いを認識
(66)Prevalence of red sea bream iridovirus among organs of Japanese amberjack (Seriola quinqueradiata) exposed to cultured red sea bream iridovirus
(67)Tetra-repeat microsatellite markers for the masu salmon (Oncorhynchus masou masou) and its application in cross-subspecies amplification
(68)Temporal and spatial distribution of algicidal and growth-inhibiting bacteria in the coastal sea of southwest Japan
(69)有害有毒プランクトンの分類・生態・生活史・個体群動態 6. Cochlodinium polykrikoides 赤潮
(70)3種類のADCPを用いた万石浦水路における通過流量の定量化
(71)海水試料の毒量測定による麻痺性貝毒モニタリングの検討
(72)Evaluation of seasonal variation in reproduction-related gene expression in the pacific bluefin tuna Thunnus orientalis using nest-generation sequencing
(73)メタバーコーディングのフレームワークとアルゴリズム
(74)有害赤潮プランクトンの複数種同時検出・定量を目指した定量PCRアレイ法の検討
(75)3種類のADCPを用いた万石浦水路における通過流量の定量化
(76)海水試料の毒量分析による麻痺性貝毒モニタリング手法の開発と検証
(77)野生動物研究センター 共同利用研究会 「次世代シーケンサーの有効活用」
(78) 東北太平洋沖地震による津波が有毒プランクトン群集に与えた影響
(79)東シナ海と駿河湾で採集したサギフエの外部形態と遺伝的な地理的変異
(80)クロマグロ仔稚魚の生体防御機構はいつから発達するのか?
(81)DNA polymophism of mtDNA and nuDNA in the living fossil Helicopora courulea
(82)Draft Genome Sequence of Agarivorans albus Strain MKT 106T, an Agarolytic Marine Bacterium.
(83)Transcription analysis of two Eomesodermin genes in lymphocyte subsets of two teleost species
(84)Molecular and morphological discrimination between an invasive ascidian, Ascidiella aspersa, and its congener A. scabra (Urochordata: Acidiacea)
パーマリンクhttps://agriknowledge.affrc.go.jp/RN/3030203506
収録データベース研究課題データベース

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