ゲノム遺伝解析学

ゲノム遺伝解析学

ゲノム遺伝解析学

当研究室ではサツマイモなどを対象に、遺伝育種学的な研究を行っています。膨大なDNA配列データを出力する高速シーケンサー（Next Generation Sequencer：以降NGSと表記）を活用し、病虫害抵抗性や収量性など重要な農業形質に関するDNAマーカーの開発や遺伝子同定に取り組んでいます。また、病害抵抗性のメカニズム解明に向けた遺伝子発現解析（Iso-Seq、RNA-seq解析など）や倍数作物種に適用可能な新しいジェノタイピングシステムの開発も行っています。作物品種の保護を目的とし、実際の現場で使える品種識別技術の開発にも取り組んでいます。

  • 准教授　：門田　有希　Assoc. Prof. MONDEN Yuki
  • E-mail： y_monden＠（@以下はokayama-u.ac.jp を付けてください。）
  • 専門分野： サツマイモ/植物遺伝育種/遺伝解析/NGS/高次倍数体/品種識別/DNAマーカー

研究者総覧
ゲノムワイドな多型解析を利用した農業形質に関わる遺伝領域の同定

サツマイモの多様な品種・系統

サツマイモは倍数性（６倍体）（2n=6x=90）という特徴をもつため、遺伝様式が複雑で遺伝学的な解析は非常に困難でした。私たちは、この遺伝的に複雑なサツマイモを対象に、NGSを駆使することで大規模な遺伝解析を行っています。実際、最近の研究成果ではサツマイモの収量や外観品質に甚大な影響を及ぼす有害線虫やゾウムシ抵抗性に関わる遺伝子領域を見つけ出すことに成功しています！また、塊根の色や収量性に関する遺伝子領域も見つかっています。このような情報を利用し、抵抗性個体を早期に選抜可能なDNAマーカーの開発にも取り組んでいます。

 

病害抵抗性メカニズムの解明に向けた遺伝子発現解析
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発現変動遺伝子

サツマイモが有害線虫であるネコブセンチュウやゾウムシに対して、どのように抵抗性を発揮するか、そのメカニズムについてはほとんどわかっていません。そこで私たちは、抵抗性と感受性の品種を用いて遺伝子発現を網羅的に調べるトランスクリプトーム解析を行っています。それにより、抵抗性を制御する遺伝子を特定する、あるいは抵抗性機構についての知見を得たいと考えています。このような情報を用いることで、抵抗性品種を効率的に育成することができると期待されます。

 

レトロトランスポゾン挿入部位を利用した農作物の品種識別技術の開発
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レトロトランスポゾンマーカー

農作物の品種識別は優良品種の保護に関わる重要な検査です。近年、国内で育成された優良品種が海外へ無断で持ち出され、品種の盗用や偽装表示、さらには日本へ逆輸入される事態が発生しています。そこでこのような事態を防ぎ、貴重な農作物品種を保護するための品種識別技術の開発に取り組んでいます。私たちは共同研究を通じて、サツマイモの他、リンゴ、イチゴ、カンキツ、ブドウ、コムギなどさまざまな作物種を対象に技術開発を行ってきました。レトロトランスポゾンという複製DNA配列の挿入部位情報を活用することで簡便かつ正確に品種を識別できる技術を開発しています。

サツマイモ、次世代シーケンス、品種改良、育種、品種判定，遺伝解析…etcに興味をおもちの方，ぜひ一度遊びに来てください！BBQ好きな方やPCが得意な方も大歓迎です！

 

プレスリリース一覧

 

最近の主な業績
  1. A target cultivar-specific identification system based on the chromatographic printed array strip method for eight prominent Japanese citrus cultivars. Okamoto, M., Monden, Y., Shindo, A., Takeuchi, T., Endo, T., Shigematsu, Y., Takasaki, K., Fujii, H. and Shimada, T. Breeding Science, in press (2023).
  2. Comprehensive survey of transposon mPing insertion sites and transcriptome analysis for identifying candidate genes controlling high protein content of rice. Monden, Y., Tanaka, H., Funakoshi, R., Sunayama, S., Yabe, K., Kimoto, E., Matsumiya, K. and Yoshikawa, T., Frontiers in Plant Science, 13, 969582, (2022).
  3. Mapping of Nematode Resistance in Hexaploid Sweetpotato Using a Next-Generation Sequencing-Based Association Study. Obata, N., Tabuchi, H., Kurihara, M., Yamamoto, E., Shirasawa, K. and Monden, Y., Frontiers in Plant Science, 13, 858747, (2022).
  4. Exploiting the miniature inverted-repeat transposable elements insertion polymorphisms as an efficient DNA marker system for genome analysis and evolutionary studies in wheat and related species. Ubi, B.E., Gorafi, Y.S.A., Yaakov, B., Monden, Y., Kashkush, K. and Tsujimoto, H. Frontiers in Plant Science, 13, 995586, (2022).
  5. Transcriptome Analysis Reveals Key Genes Involved in Weevil Resistance in the Hexaploid Sweetpotato. Nokihara, K., Okada, Y., Ohata, S. and Monden, Y. Plants, 10, 1535-1535, (2021).
  6. Genetic Mapping in Autohexaploid Sweet Potato with Low-coverage NGS-based Genotyping Data. Yamamoto, E., Shirasawa, K., Kimura, T., Monden, Y., Tanaka, M. and Isobe, S. G3, 10, 2661-2670 (2020).
  7. QTL analysis and GWAS of agronomic traits in sweetpotato (Ipomoea batata) using genome wide SNPs. Haque, E., Tabuchi, H., Monden, Y., Suematsu, K., Shirasawa, K., Isobe, S. and Tanaka, M. Breeding Science, 70, 283-291 (2020).
  8. DNA markers based on retrotransposon insertion polymorphisms can detect short DNA fragments for strawberry cultivar identification. Hirata, C., Waki, T., Shimomura, K., Wada, T., Tanaka, S., Ikegami, H., Uchimura, Y., Hirashima, K., Nakazawa, Y., Okada, K., Namai, K., Tahara, M. and Monden, Y. Breeding Science, 70, 231-240 (2020).
  9. Development of molecular markers associated with resistance to Meloidogyne incognita by performing quantitative trait locus analysis and genome-wide association study in sweetpotato. Sasai, R., Tabuchi, H., Shirasawa, K., Kishimoto, K., Sato, S., Okada, Y., Kuramoto, A., Isobe, A., Tahara, M. and Monden, Y. DNA Research, 26, 399-409 (2019).
  10. Genome-Wide Association Studies (GWAS) for Yield and Weevil Resistance in Sweet potato (Ipomoea batatas (L.) Lam). Okada, H., Monden, Y., Nokihara, K., Shirasawa, K., Isobe, S. and Tahara, M. Plant Cell Report, 38, 1383-1392 (2019).
卒業生・修了生進路

大学院進学、国家公務員（農林水産省、特許庁、国税庁など）、地方公務員（岡山県、鳥取県、熊本県、香川県など）、研究職、大学技術職員（鳥取大学）、製薬関連企業、農薬メーカー、食品会社、化学分析メーカー、銀行、IT関連企業など

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