植物育種学 レ ポー ト 尊 ャ (1) 現在 私 が所属 して' 沼 研 究室3 ょ 孵 鍵撃学 」 " 分 野 を研 究 してヽま 曳 具体 的な研 究例 としては、す でにわかつている構造及びそ の物性値 な どか ら、未知 の構造 の物性 を予測 した り、必要 な物性値 をもつ よ うな構造 を統計的に設計 した りして い ます。この構造 生 成 のメ リッ トと しては 、本来考 え られ なか った よ うな構造 も コ ン ピュー タ上で提 案す る こ とがで きた り、薬 として必要 な物性 を持 つ と思われ る構造 を、あ る程度 ス ク リー ニ ング (絞りこむ)する ことが 可能 とな ります。 この 中で後者 の分子設計 の技術 を、植 物育種 に も応 用で きな いか と考 えま した。 現在 、世界 で の食糧供給 として 、増 え続 ける人 口に対 してやや遅れ を とつてお り、2050 H。 そ の 年 までには現在 の 14倍 (4400万 トン/yearlの 速度 での増 産が必要 とされ ています 〔 ため、食糧作物 の遺伝的能力 の 向 上が急 がれ ています。 育種学 では 、今 までに数多 くの研 究が され てお り、そ の数値デ ー タは非常 に多量 にあるも の と思 われ ます 。 そ の ため 、 た とえば遺 伝子 の情報 な どを数値化 し、それ に対す る結果(遺 伝的能力 の 大小 な ど)をデ ー タ化 して 、 それ をデー タベ ー ス化 します。 そ のデ ー タベ ー ス を 統計的 に解析 し、モ デ ル を構築すれ ば、い ま必 要 とな るよ うな遺伝的能力 を持 つ よ うな遺伝 子 の情報 を得 られ るので はな いか と考 えま した。 ただ 、イ ン ター ネ ッ トで調 べ た ところ、すでに岩 口 ら回が この よ うな解析 を栽 培 イネ の遺 伝子 型 に対 して実際 に行な つ てお り、R2=o.50前 後 の予測精度 を得 て い る ことがわか りま し た。講義 中では 、R2が o.50あ た りを超 えれ ばそれな りに良 い精度 だ とお つ しゃ って い ま し たが 、正 直そ こまで高 いか とい うと微妙 ではないか と感 じます。もちろん 、化学分野 とは全 く別 ではあるの で 、 どれ くらいが 一般的な値(閲値)なのか は判断 できませ んが 、も う少 しこ の R2値 を改善できれ ば、もつ と良 い予測 がで き、 実用化 に至れ るの ではな いか と思 い ます 。 先 ほ どの岩 田 らの解析 にお ける問題点 と して上 げ られ るのが 、す べ て回 帰 で解析 を して い る、つ ま り、直線 で解析 を してい る とい うこ とです 。かな らず しも、モデ ル が 直線型 にな つて い る とは言 えず 、モ デ ル の構築 とい う点 か らではまだ不十分 ではないか と思 い ます 。そ こで提案す るのが 、非線形 の手法 によるモ デル の構築です。非線形で のモ デ ル 構築 を行 えば 、 線形 ではな い よ うなデ ー タベ ー ス に対 して もある程度 の予測精度 の 向上 が期待 できます 。 問題 点 としては、遺伝子特有 の性質(補足遺伝子や抑制遺伝子な ど)を考慮 しづ らい とい う 点が上げ られ ます。 この問題点 を解消できるよ うな変数 の決 定が今後 の課題 とい えます。 この技術を利用すれば、今まで発見 されなか ったよ うな高い遺伝的能力を持つ よ うな品 種を見つ けることができ、その解析結果をもとに品種をつ くることで、食糧作物の供給ペー スを上げ、将来的な食糧不足を防 ぐことができるのではないか と考えま した。 (2) ゲノム育種や GS育 種の長所、短所は以下の とお りです。 く長所> ・選抜 に要す る時間や手間が低減 され る。 ・有用形質に基づ く選抜を行 う際、不良形質が導入 される可能性が低下する。 ・複数の有用形質を導入する際の時間と手間が軽減 される。 <短 所> ・有用な形質遺伝子をもつ遺伝資源がない場合、使 える遺伝子がない。 →放射線照射などで突然変異を誘発 させ るな どの技術 が開発 されてい るそ うです岡。 育種を行 いたい植物 が有用な形質遺伝子 を持 つてい るか否かの判断を行 うためには、生物 学的分子メカニズムの理解 は必要であると考えます。ゲノム育種は遺伝子 レベル での操作 が必要であ り、メカニズムの理解 がなければ、操作 を行えないのではないか と思い ます。た だ、今後 の研究開発な どで、ゲ ノム育種を機械的に行 うことができるようになれば、分子 メ カニズムの理解 がない状態 でもゲノム育種を行 うことができるか もしれません し、む しろ その よ うな環境になるのが今後の 目標 といえるかもしれません。 参考資料 [1]http初 崎c i c b r c . i D / m O d u l e s / s e m i n a r / D d f / h Oicwia2t0a1.2D‐ d f ゲノム情報 に基 づ く予測 選 抜 で植 物育種 を加速す る http7/wwws調陀 質 /docs/reDOrtた [2〕 Oiっ epOrt217no21 p5 htm農 林水産省 ゲ ノム情報の 品種改良への利用
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