2024/06/18 更新

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オカダ モエコ
岡田 萌子
OKADA Moeko
所属
教育研究院 自然科学系 農学系列 助教
自然科学研究科 生命・食料科学専攻 助教
農学部 農学科 助教
職名
助教
外部リンク

学位

  • 博士(農学) ( 2021年3月   神戸大学 )

  • 修士(農学) ( 2018年3月   神戸大学 )

  • 学士(農学) ( 2016年3月   神戸大学 )

経歴(researchmap)

  • 新潟大学   農学部   助教

    2023年4月 - 現在

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  • チューリッヒ大学   進化生態学研究所   博士研究員

    2022年7月 - 2023年9月

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  • 横浜市立大学   木原生物学研究所   特任助教

    2022年4月 - 2023年3月

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  • 神戸大学   大学院農学研究科   学振特別研究員 PD

    2021年4月 - 2022年3月

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    国名:日本国

    備考:PD

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  • 神戸大学   大学院農学研究科   学振特別研究員 DC2

    2020年4月 - 2021年3月

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    国名:日本国

    備考:DC2

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経歴

  • 新潟大学   教育研究院 自然科学系 農学系列   助教

    2023年4月 - 現在

  • 新潟大学   農学部 農学科   助教

    2023年4月 - 現在

  • 新潟大学   自然科学研究科 生命・食料科学専攻   助教

    2023年4月 - 現在

  • 横浜市立大学   木原生物学研究所   特任助教

    2022年4月 - 2023年3月

  • 神戸大学   農学研究科   日本学術振興会特別研究員

    2020年4月 - 2022年3月

学歴

  • 神戸大学   大学院農学研究科   生命機能科学専攻

    2018年4月 - 2021年3月

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    国名: 日本国

    備考: 博士課程後期課程

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  • University of Zurich   Department of Evolutionary Biology and Environmental Studies (IEU)

    2019年11月 - 2020年10月

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    国名: スイス連邦

    備考: Invited Visiting Student

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  • 神戸大学   大学院農学研究科   生命機能科学専攻

    2016年4月 - 2018年3月

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    国名: 日本国

    備考: 博士課程前期課程

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  • 神戸大学   農学部   生命機能科学科

    2012年4月 - 2016年3月

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    国名: 日本国

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所属学協会

  • 日本遺伝学会

    2019年 - 現在

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  • International Association of Sexual Plant Reproduction

    2019年 - 現在

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  • 日本育種学会

    2014年 - 現在

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留学歴

  • チューリッヒ大学   博士研究員

    2022年7月 - 2023年9月

  • チューリッヒ大学  

    2019年11月 - 2020年10月

 

論文

  • Discrepancy of flowering time between genetically close sublineages of Aegilops umbellulata Zhuk. 査読

    In Son, Nozomi Kasazumi, Moeko Okada, Shigeo Takumi, Kentaro Yoshida

    Scientific Reports   14 ( 1 )   2024年3月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    Abstract

    Aegilops umbellulata Zhuk., a wild diploid wheat-related species, has been used as a genetic resource for several important agronomic traits. However, its genetic variations have not been comprehensively studied. We sequenced RNA from 114 accessions of Ae. umbellulata to evaluate DNA polymorphisms and phenotypic variations. Bayesian clustering and phylogenetic analysis based on SNPs detected by RNA sequencing revealed two divergent lineages, UmbL1 and UmbL2. The main differences between them were in the sizes of spikes and spikelets, and culm diameter. UmbL1 is divided into two sublineages, UmbL1e and UmbL1w. These genetic differences corresponded to geographic distributions. UmbL1e, UmbL1w, and UmbL2 are found in Turkey, Iran/Iraq, and Greece, respectively. Although UmbL1e and UmbL1w were genetically similar, flowering time and other morphological traits were more distinct between these sublineages than those between the lineages. This discrepancy can be explained by the latitudinal and longitudinal differences in habitats. Specifically, latitudinal clines of flowering time were clearly observed in Ae. umbellulata, strongly correlated with solar radiation in the winter season. This observation implies that latitudinal differences are a factor in differences in the flowering times of Ae. umbellulata. Differences in flowering time could influence other morphological differences and promote genetic divergence between sublineages.

    DOI: 10.1038/s41598-024-57935-w

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    その他リンク: https://www.nature.com/articles/s41598-024-57935-w

  • A low-coverage 3' RNA-seq to detect homeolog expression in polyploid wheat. 査読 国際誌

    Jianqiang Sun, Moeko Okada, Toshiaki Tameshige, Rie Shimizu-Inatsugi, Reiko Akiyama, Atsushi J Nagano, Jun Sese, Kentaro K Shimizu

    NAR genomics and bioinformatics   5 ( 3 )   lqad067   2023年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Although allopolyploid species are common among natural and crop species, it is not easy to distinguish duplicated genes, known as homeologs, during their genomic analysis. Yet, cost-efficient RNA sequencing (RNA-seq) is to be developed for large-scale transcriptomic studies such as time-series analysis and genome-wide association studies in allopolyploids. In this study, we employed a 3' RNA-seq utilizing 3' untranslated regions (UTRs) containing frequent mutations among homeologous genes, compared to coding sequence. Among the 3' RNA-seq protocols, we examined a low-cost method Lasy-Seq using an allohexaploid bread wheat, Triticum aestivum. HISAT2 showed the best performance for 3' RNA-seq with the least mapping errors and quick computational time. The number of detected homeologs was further improved by extending 1 kb of the 3' UTR annotation. Differentially expressed genes in response to mild cold treatment detected by the 3' RNA-seq were verified with high-coverage conventional RNA-seq, although the latter detected more differentially expressed genes. Finally, downsampling showed that even a 2 million sequencing depth can still detect more than half of expressed homeologs identifiable by the conventional 32 million reads. These data demonstrate that this low-cost 3' RNA-seq facilitates large-scale transcriptomic studies of allohexaploid wheat and indicate the potential application to other allopolyploid species.

    DOI: 10.1093/nargab/lqad067

    PubMed

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  • Phenotypic effects of Am genomes in nascent synthetic hexaploids derived from interspecific crosses between durum and wild einkorn wheat 査読

    Asami Michikawa, Moeko Okada, Tatsuya M. Ikeda, Kiyotaka Nagaki, Kentaro Yoshida, Shigeo Takumi

    PLOS ONE   18 ( 4 )   e0284408 - e0284408   2023年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Public Library of Science (PLoS)  

    Allopolyploid speciation is a major evolutionary process in wheat (Triticum spp.) and the related Aegilops species. The generation of synthetic polyploids by interspecific crosses artificially reproduces the allopolyploidization of wheat and its relatives. These synthetic polyploids allow breeders to introduce agriculturally important traits into durum and common wheat cultivars. This study aimed to evaluate the genetic and phenotypic diversity in wild einkorn Triticum monococcum ssp. aegilopoides (Link) Thell., to generate a set of synthetic hexaploid lines containing the various A<sup>m</sup> genomes from wild einkorn, and to reveal their trait characteristics. We examined the genetic diversity of 43 wild einkorn accessions using simple sequence repeat markers covering all the chromosomes and revealed two genetically divergent lineages, L1 and L2. The genetic divergence between these lineages was linked to their phenotypic divergence and their habitats. L1 accessions were characterized by early flowering, fewer spikelets, and large spikelets compared to L2 accessions. These trait differences could have resulted from adaptation to their different habitats. We then developed 42 synthetic hexaploids containing the AABBA<sup>m</sup>A<sup>m</sup> genome through interspecific crosses between T. turgidum cv. Langdon (AABB genome) as the female parent and the wild einkorn accessions (A<sup>m</sup>A<sup>m</sup> genome) as the male parents. Two of the 42 AABBA<sup>m</sup>A<sup>m</sup> synthetic hexaploids exhibited hybrid dwarfness. The phenotypic divergence between L1 and L2 accessions of wild einkorn, especially for days to flowering and spikelet-related traits, significantly reflected phenotypic differences in the synthetic hexaploids. The differences in plant height and internodes between the lineages were more distinct in the hexaploid backgrounds. Furthermore, the AABBA<sup>m</sup>A<sup>m</sup> synthetic hexaploids had longer spikelets and grains, long awns, high plant heights, soft grains, and late flowering, which are distinct from other synthetic hexaploid wheat lines such as AABBDD. Utilization of various A<sup>m</sup> genomes of wild einkorn resulted in wide phenotypic diversity in the AABBA<sup>m</sup>A<sup>m</sup> synthetic hexaploids and provides promising new breeding materials for wheat.

    DOI: 10.1371/journal.pone.0284408

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  • <i>De Novo</i> Genome Assembly of the Japanese Wheat Cultivar Norin 61 Highlights Functional Variation in Flowering Time and <i>Fusarium</i>-Resistant Genes in East Asian Genotypes. 査読

    Kentaro K Shimizu, Dario Copetti, Moeko Okada, Thomas Wicker, Toshiaki Tameshige, Masaomi Hatakeyama, Rie Shimizu-Inatsugi, Catharine Aquino, Kazusa Nishimura, Fuminori Kobayashi, Kazuki Murata, Tony Kuo, Emily Delorean, Jesse Poland, Georg Haberer, Manuel Spannagl, Klaus F X Mayer, Juan Gutierrez-Gonzalez, Gary J Muehlbauer, Cecile Monat, Axel Himmelbach, Sudharsan Padmarasu, Martin Mascher, Sean Walkowiak, Tetsuya Nakazaki, Tomohiro Ban, Kanako Kawaura, Hiroyuki Tsuji, Curtis Pozniak, Nils Stein, Jun Sese, Shuhei Nasuda, Hirokazu Handa

    Plant & cell physiology   62 ( 1 )   8 - 27   2021年3月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Bread wheat is a major crop that has long been the focus of basic and breeding research. Assembly of its genome has been difficult because of its large size and allohexaploid nature (AABBDD genome). Following the first reported assembly of the genome of the experimental strain Chinese Spring (CS), the 10+ Wheat Genomes Project was launched to produce multiple assemblies of worldwide modern cultivars. The only Asian cultivar in the project is Norin 61, a representative Japanese cultivar adapted to grow across a broad latitudinal range, mostly characterized by a wet climate and a short growing season. Here, we characterize the key aspects of its chromosome-scale genome assembly spanning 15 Gb with a raw scaffold N50 of 22 Mb. Analysis of the repetitive elements identified chromosomal regions unique to Norin 61 that encompass a tandem array of the pathogenesis-related 13 family. We report novel copy-number variations in the B homeolog of the florigen gene FT1/VRN3, pseudogenization of its D homeolog and the association of its A homeologous alleles with the spring/winter growth habit. Furthermore, the Norin 61 genome carries typical East Asian functional variants different from CS, ranging from a single nucleotide to multi-Mb scale. Examples of such variation are the Fhb1 locus, which confers Fusarium head-blight resistance, Ppd-D1a, which confers early flowering, Glu-D1f for Asian noodle quality and Rht-D1b, which introduced semi-dwarfism during the green revolution. The adoption of Norin 61 as a reference assembly for functional and evolutionary studies will enable comprehensive characterization of the underexploited Asian bread wheat diversity.

    DOI: 10.1093/pcp/pcaa152

    PubMed

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  • Phenotypic effects of the U-genome variation in nascent synthetic hexaploids derived from interspecific crosses between durum wheat and its diploid relative <i>Aegilops umbellulata</i> 査読

    Moeko Okada, Asami Michikawa, Kentaro Yoshida, Kiyotaka Nagaki, Tatsuya M. Ikeda, Shigeo Takumi

    PLoS ONE   15 ( e0231129 )   2020年4月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1371/journal.pone.0231129

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  • Genome-wide polymorphisms from RNA sequencing assembly of leaf transcripts facilitate phylogenetic analysis and molecular marker development in wild einkorn wheat. 査読 国際誌

    Asami Michikawa, Kentaro Yoshida, Moeko Okada, Kazuhiro Sato, Shigeo Takumi

    Molecular genetics and genomics : MGG   294 ( 5 )   1327 - 1341   2019年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    A survey of genome-wide polymorphisms between closely related species is required to understand the molecular basis of the evolutionary differentiation of their genomes. Two wild diploid wheat species, namely Triticum monococcum ssp. aegilopoides and T. urartu, are closely related and harbour the Am and A genomes, respectively. The A-genome donor of tetraploid and common wheat is T. urartu, and T. monococcum ssp. monococcum is the cultivated form derived from the wild einkorn wheat subspecies aegilopoides. Although subspecies aegilopoides has been a useful genetic resource in wheat breeding, genome-wide molecular markers for this subspecies have not been sufficiently developed. Here, we describe the detection of genome-wide polymorphisms such as single-nucleotide polymorphisms (SNPs) and insertions/deletions (indels) from RNA sequencing (RNA-seq) data of leaf transcripts in 15 accessions of the two diploid wheat species. The SNPs and indels, detected using the A genome of common wheat as the reference genome, covered the entire chromosomes of these species. The polymorphism information facilitated a comparison of the genetic diversity of einkorn wheat with that of two related diploid Aegilops species, namely, Ae. tauschii and Ae. umbellulata. Cleaved amplified polymorphic sequence (CAPS) markers converted from the SNP data were efficiently developed to confirm the addition of aegilopoides subspecies chromosomes to tetraploid wheat in nascent allohexaploid lines with AABBAmAm genomes. In addition, the CAPS markers permitted linkage map construction in mapping populations of aegilopoides subspecies accessions. Therefore, these RNA-seq data provide information for further breeding of closely related species with no reference genome sequence data.

    DOI: 10.1007/s00438-019-01581-9

    PubMed

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  • RNA-seq analysis reveals considerable genetic diversity and provides genetic markers saturating all chromosomes in the diploid wild wheat relative Aegilops umbellulata. 査読 国際誌

    Moeko Okada, Kentaro Yoshida, Ryo Nishijima, Asami Michikawa, Yuka Motoi, Kazuhiro Sato, Shigeo Takumi

    BMC plant biology   18 ( 1 )   271 - 271   2018年11月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    BACKGROUND: Aegilops umbellulata Zhuk. (2n = 14), a wild diploid wheat relative, has been the source of trait improvement in wheat breeding. Intraspecific genetic variation of Ae. umbellulata, however, has not been well studied and the genomic information in this species is limited. RESULTS: To develop novel genetic markers distributed over all chromosomes of Ae. umbellulata and to evaluate its genetic diversity, we performed RNA sequencing of 12 representative accessions and reconstructed transcripts by de novo assembly of reads for each accession. A large number of single nucleotide polymorphisms (SNPs) and insertions/deletions (indels) were obtained and anchored to the pseudomolecules of Ae. tauschii and barley (Hordeum vulgare L.), which were regarded as virtual chromosomes of Ae. umbellulata. Interestingly, genetic diversity in Ae. umbellulata was higher than in Ae. tauschii, despite the narrow habitat of Ae. umbellulata. Comparative analyses of nucleotide polymorphisms between Ae. umbellulata and Ae. tauschii revealed no clear lineage differentiation and existence of alleles with rarer frequencies predominantly in Ae. umbellulata, with patterns clearly distinct from those in Ae. tauschii. CONCLUSIONS: The anchored SNPs, covering all chromosomes, provide sufficient genetic markers between Ae. umbellulata accessions. The alleles with rarer frequencies might be the main source of the high genetic diversity in Ae. umbellulata.

    DOI: 10.1186/s12870-018-1498-8

    PubMed

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  • Effect of the U genome on grain hardness in nascent synthetic hexaploids derived from interspecific hybrids between durum wheat and <i>Aegilops umbellulata</i> 査読

    Moeko Okada, Tatsuya M. Ikeda, Kentaro Yoshida, Shigeo Takumi

    Journal of Cereal Science   83   153 - 161   2018年9月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.jcs.2018.08.011

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  • Hybrid incompatibilities in interspecific crosses between tetraploid wheat and its wild diploid relative Aegilops umbellulata 査読

    Moeko Okada, Kentaro Yoshida, Shigeo Takumi

    PLANT MOLECULAR BIOLOGY   95 ( 6 )   625 - 645   2017年12月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:SPRINGER  

    Hybrid abnormalities, severe growth abortion and grass-clump dwarfism, were found in the tetraploid wheat/Aegilops umbellulata hybrids, and the gene expression changes were conserved in the hybrids with those in other wheat synthetic hexaploids.
    Aegilops umbellulata Zhuk., a diploid goatgrass species with a UU genome, has been utilized as a genetic resource for wheat breeding. Here, we examine the reproductive barriers between tetraploid wheat cultivar Langdon (Ldn) and various Ae. umbellulata accessions by conducting interspecific crossings. Through systematic cross experiments, three types of hybrid incompatibilities were found: seed production failure in crosses, hybrid growth abnormalities and sterility in the ABU hybrids. Hybrid incompatibilities were widely distributed over the entire range of the natural species, and in about 50% of the cross combinations between tetraploid Ldn and Ae. umbellulata accessions, ABU F-1 hybrids showed one of two abnormal growth phenotypes: severe growth abortion (SGA) or grass-clump dwarfism. Expression of the shoot meristem maintenance-related and cell cycle-related genes was markedly repressed in crown tissues of hybrids showing SGA, suggesting dysfunction of mitotic cell division in the shoot apices. The grass-clump dwarf phenotype may be explained by down-regulation of wheat APETALA1-like MADS box genes, which act as flowering promoters, and altered expression in crown tissues of the miR156/SPLs module, which controls tiller number and branching. These gene expression changes in growth abnormalities were well conserved between the Ldn/Ae. umbellulata plants and interspecific hybrids from crosses of Ldn and wheat D-genome progenitor Ae. tauschii.

    DOI: 10.1007/s11103-017-0677-6

    Web of Science

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  • Detection of splicing variants in the leaf and spike transcripts of wild diploid wheat Aegilops tauschii and transmission of the splicing patterns to synthetic hexaploid wheat 査読

    Julio C.M. Iehisa, Moeko Okada, Kazuhiro Sato, Shigeo Takumi

    Plant Gene   9   6 - 12   2017年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier B.V.  

    Alternative splicing produces multiple transcripts from a single gene, and RNA sequencing using next-generation sequencing apparatus has contributed to comprehensive detection of splicing variants in higher plants. Here, we completed a large-scale survey of alternatively spliced transcripts from RNA samples derived from seedling leaves and young spikes of two distinct accessions of wild diploid wheat Aegilops tauschii under normal growth conditions. Alternative splicing for 23,778 loci were analyzed in this study, and at least two splicing variants were found in 4712 genes. The proportion of events for intron retention was much smaller in Ae. tauschii than in other plant species, whereas the proportions of exon skipping and splice donor site events were higher. In at least some genes, alternative splicing patterns were clearly distinct between the two Ae. tauschii accessions. Distinct splicing patterns were transmitted from the parental Ae. tauschii accessions into their synthetic hexaploid wheat lines. Alternative splicing patterns in one of the two synthetic hexaploid wheat lines analyzed appeared to be generally similar to patterns intermediate between the parental lines under normal growth conditions, and seemed to be slightly altered in the other synthetic wheat.

    DOI: 10.1016/j.plgene.2016.11.002

    Scopus

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MISC

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講演・口頭発表等

  • RNA-seq解析によるコムギ近縁Uゲノム種<i>Aegilops umbellulata</i>のゲノムワイドな多型検出

    岡田 萌子, 吉田 健太郎, 西嶋 遼, 佐藤 和広, 宅見 薫雄

    日本育種学会  2016年3月 

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    開催年月日: 2016年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • コムギ近縁野生種Aegilops umbellulata Zhuk.におけるうどんこ病菌侵入後抵抗性の原因遺伝子座の同定

    河村凌, 岡田萌子, 小村翔也, 清水健太郎, 西村和紗, 井上喜博, 吉田健太郎

    日本育種学会第144回講演会  2023年9月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • コムギNAM集団の茎立ち期におけるUAVによるハイスループットフェノタイピングおよびUAVから得られた形質と収量関連形質との関連

    吉岡俊輔, 黒木健, 新田みゆき, 聶紀魯, 石井昌範, 角井宏行, 岡田萌子, 竹中祥太郎, 清水健太郎, 岩田洋佳, 郭威, 那須田周平

    日本育種学会第144回講演会  2023年9月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Effects of allopolyploidization on homoeologous gene expression in synthetic hexaploids

    Moeko Okada

    Polyploid evolutionary genomics: challenges and opportunities  2023年7月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • Evolution of male gamete number in bread wheat (_Triticum aestivum_ L.)

    International Conference of URPP EVolutino in Action, Monté Verita, Switzerland。  2023年6月 

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    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 二粒系コムギと2倍体コムギ近縁野生種Aegilops umbellulataの間の3倍体雑種に見られる異常分げつ矮性

    岡田萌子, 笠澄望, 佐藤和広, 清水健太郎, 吉田健太郎

    日本遺伝学会第93回大会  2021年9月 

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    会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 低温応答を例としたコムギ品種と合成倍数体の相同遺伝子発現解析

    岡田萌子, 孫建強, 爲重才覚, 畠山剛臣, 清水(稲継)理恵, 宅見薫雄, 瀬々潤, 清水健太郎

    日本育種学会第139回講演会  2021年3月 

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    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 農林61号のゲノムから見えるもの

    岡田萌子, 清水健太, Dario Cope, Thomas Wicke, 爲重才, 畠山剛, 清水, Catharine Aquin, 西村和紗, 小林史典, 村田和樹, Tony Kuo, Emily Delore, Jesse Pola, Georg Habere, Manuel Spannag, Klaus F.X. May, Juan Gutierrez-Gonzalez, Gary J. Muehlbaue, Cecile Mona, Axel Himmelbach, Sudharsan Padmaras, Martin Masche, Sean Walkowi, 中崎鉄也, 川浦香奈, 辻寛之, Curtis Poznia, Nils Stei, 那須田周, 半田裕一

    第15回ムギ類研究会  2020年12月 

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    会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 2つのABA感受性QTLに関するパンコムギ準等質遺伝子系統の作出とRNA-seq解析

    岡田萌子, 松中仁, 小林史典, 吉田健太郎, 宅見薫雄

    日本育種学会第136回講演会  2019年9月 

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    会議種別:口頭発表(一般)  

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  • コムギ近縁種Aegilops umbellulataがもつ二粒系コムギとの間の雑種矮性原因遺伝子の遺伝解析

    岡田萌子, 吉田健太郎, 佐藤和広, 宅見薫雄

    日本育種学会第135回講演会  2019年3月 

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    会議種別:口頭発表(一般)  

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  • 二粒系コムギと野生二倍体コムギAegilops umbellulataの雑種生育不全における遺伝子発現解析

    岡田萌子, 吉田健太郎, 宅見薫雄

    日本育種学会第130回講演会  2016年9月 

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    会議種別:口頭発表(一般)  

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受賞

  • 優秀発表賞

    2019年9月   日本育種学会   コムギ近縁種<i>Aegilops umbellulata</i>が持つ二粒系コムギとの間の雑種矮性原因遺伝子の遺伝解析

    岡田萌子, 吉田健太郎, 佐藤和広, 宅見薫雄

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  • 第14回 ロレアルーユネスコ 女性科学者 日本奨励賞 生命科学分野

    2019年7月   ロレアル財団  

    岡田萌子

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共同研究・競争的資金等の研究

  • 重要遺伝資源タルホコムギにおける生殖関連遺伝子の同定とその育種利用

    研究課題/領域番号:JP22H02307

    2022年4月 - 2027年3月

    制度名:科学研究費助成事業 基盤研究(B)

    提供機関:日本学術振興会

    角井 宏行, 松岡 由浩, 岡田 萌子

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  • 異質倍数体種の成立に関わるゲノム安定性機構の解明

    研究課題/領域番号:22K15161

    2022年4月 - 2025年3月

    制度名:科学研究費助成事業 若手研究

    研究種目:若手研究

    提供機関:日本学術振興会

    岡田 萌子

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:4550000円 ( 直接経費:3500000円 、 間接経費:1050000円 )

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  • アポミクシス形質を獲得してクローン胚を形成するコムギの作出と関連遺伝子の同定

    研究課題/領域番号:19H02935

    2022年4月 - 2024年3月

    制度名:科学研究費助成事業 基盤研究(B)

    研究種目:基盤研究(B)

    提供機関:日本学術振興会

    松岡 由浩, 宅野 将平, 岡田崇, 岡田萌子, Jeffrey Fawcett

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    担当区分:研究分担者 

    配分額:16770000円 ( 直接経費:12900000円 、 間接経費:3870000円 )

    食糧生産を巡る状況が厳しさを増す今日、「いかにしてヘテロシス(雑種強勢)が分離しない永久ハイブリッド品種を作るか」は育種科学の核心的課題である。アポミクシス(無融合種子形成)は、クローン種子を形成することにより、ヘテロシスを固定する。しかし、パンコムギでは、アポミクシスは知られていない。本研究では、コムギ系統を交配し、アポミクシス形質を獲得してクローン胚を形成するコムギを作出することを目的とする。さらに、ゲノム・トランスクリプトーム解析により、アポミクシス形質発現に関わるコムギ遺伝子を同定することを目指す。上記の目的を達成するために実施した実験等により今年度は次の成果を得た。
    ・アポミクシスは、雌性の非還元配偶子(減数分裂の回避により生じる配偶子。体細胞と同じ数の染色体をもつ)が単為生殖して発現する。今年度は、非還元配偶子を形成するコムギ系統LDNと単為生殖するコムギ系統 (Kot)-Salmonを交配して雑種(F1)を得た。
    ・(Kot)-Salmonの幼穂由来からRNAを抽出・精製した。このRNAは、来年度以降、RNA-seq解析に供試し、このコムギ系統に特異的に発現する遺伝子を探索するための材料となる。
    ・タルホコムギ210系統から得たRNA-seqデータを解析し、約30,000のSNPs(一塩基多型)を得た。これらのSNPsは、来年度以降、タルホコムギでGWAS(ゲノムワイドアソシエーション解析)を行うための基盤となる。
    ・コムギ単為生殖を顕微鏡で観察するため、薬品による(Kot)-Salmonから採取した未受粉完熟小花の透明化を試みたが、十分な効果は得られなかった。来年度以降、さらに方法を検討する。

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  • コムギ近縁ゲノム種における新規種間雑種生育不全遺伝子の同定と機能解析

    研究課題/領域番号:20J11239

    2020年4月 - 2022年3月

    制度名:科学研究費助成事業

    研究種目:特別研究員奨励費

    提供機関:日本学術振興会

    岡田 萌子

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    配分額:2300000円 ( 直接経費:2300000円 )

    本年度は、1.Aegilopsumbellulataゲノムの新規解読、2.RNA-seq解析と連鎖解析による雑種矮性原因遺伝子の絞り込みを行った。なお、1は「先進ゲノム支援2021年度第2回」の支援を受け、チューリッヒ大学の清水健太郎博士との共同研究で行った。
    1.Aegilopsumbellulataゲノムの新規解読: まず、PacBioSequelIIシステムによるAe.umbellulataのリングリードシーケンスデータからHiFiリードを取得し、denovoアセンブリの結果、N50が7.2Mbp、総塩基数4.28Gbpのコンティグ配列を取得した。続いて、染色体スケールのゲノム配列取得に向けて、Hi-C解析を試みた。ドイツIPKが公開しているプロトコルを参考に、日本から購入可能な試薬を用いたライブラリ調整のための条件検討を行った。さらに、「先進ゲノム支援」からの支援を受けて、Ae.umbellulataのさまざまな組織から取得したRNAを、PacBioSequelIIシステムによるロングリードシーケンシングに供試した。得られたデータから遺伝子アノテーションファイルを取得できた。アノテーション情報つきのAe.umbellulataコンティグ配列の取得は世界初の成果である。
    2.雑種生育異常原因遺伝子同定のための実験:1-1で取得したコンティグ配列を使用して、これまでに取得済みのRNA-seqデータの再解析を行い、雑種矮性原因遺伝子Gcd1の候補遺伝子を絞り込みに成功した。また、101系統のAe.umbellulataと二粒系コムギとの交雑実験から、雑種生育異常はAe.umbellulataの集団分化前の変異が引き起こされる可能性が考えられた。

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