コムギ及び近縁種のＥＳＴカタログ

［要約］

北海道農業試験場等わが国の10研究機関が参画する国際共同プロジェクトのもと、コムギ及びその近縁種を材料として、各種器官で発現している遺伝子情報(Expressed Sequence Tags; EST)を網羅的に解析し、そのカタログ化を行った。現在24,346ESTが国際データベースに登録、公開されている。

北海道農業試験場・地域基盤研究部・適応生態研究室
［連絡先］011-857-9211
［部会名］基盤研究
［専門］バイテク
［対象］麦類
［分類］研究

［背景・ねらい］

1998年８月にカナダで開催された第９回国際コムギ遺伝学シンポジウムにおいて、コムギの国際EST事業(ITEC; International Triticeae EST Cooperative)が合意され、日本では横浜市立大学木原生物学研究所を中心に、当研究室を含め、産学官10研究機関により、コムギ及びその近縁種のEST事業の国際分担を実施することとした。EST解析はゲノム研究の一端を担う研究であり、すでにヒトやシロイヌナズナ等で大規模に実施され、大きな成果をあげている。そこで、本研究では、コムギ及びその近縁種を材料として、今後のゲノム研究推進の強力なツールとなるESTカタログを作製する。

［成果の内容・特徴］

1. 日本を含めITEC参加13カ国35研究グループにより、総計24,346ESTがITECのESTデータベースに登録されている。そのうち、コムギESTが16,628クローンで全体の68％を占めており、他にオオムギ、ライムギなどのEST配列情報が登録されている(表１)。また、EST解析に使用された器官は、葉、幼穂、胚乳、根、花序などである。
2. 国際共同研究のフェイズ・に関する取り決めでは、各研究参加グループは種・器官等を特定したcDNAライブラリーを基に、300塩基以上の長さを持つ1000クローン以上を登録することとしている。これを受けて、日本の共同研究グループは、幼穂由来のcDNAライブラリーを基に、2130クローンのEST配列情報をデータベースに登録している。このうち、適応生態研究室からの登録は、国内での研究分担取り決め10％に相当する204クローンである。登録された情報の平均サイズは515塩基である(図１)。日本での共同研究で明らかにされたクローンについて、クローン間の相同性を解析すると、336のクローングループと他と重複しない274の単一クローンとからなる610の独立クローングループに分類することができる(図２)。各グループについて、データベース中の登録遺伝子との相同性を検定すると、全体の87％にあたる532クローングループは既知の登録遺伝子との相同性が見られるが、残りの78クローングループは未知の配列からなると判断される。

［成果の活用面・留意点］

1. ITECのEST配列情報には、インターネット上で自由にアクセスすることができる(URL; http://wheat.pw.usda.gov/genome/)。また、すべての配列情報は、GenBankのdbESTセクションにも登録されている。さらに、ITECのサイトにおいては、ESTデータベースに対して、BLAST検索を実施することが可能である。なお、ITECで得られたESTクローンは、GrainGenes (USDA ARS Center for Bioinformatics and Comparative Genomics, Cornell University)で保管されており、将来的にはGrainGenesによる配布が計画されている。
2. コムギやその近縁種におけるゲノム研究推進の重要な基礎データを提供することができ、今後のコムギ等の分子育種の発展に寄与できる。

［その他］

研究課題名：コムギ幼穂分化期におけるESTクローンの解析
予算区分　：経常
研究期間　：平成12年度(平成11年)
研究担当者：半田裕一、下坂悦生、栗原志保
発表論文等：
１)荻原保成, 藤田雅子, 川浦香奈子, 大澤智子, 村井耕二, 松岡由浩, 布籐 聡, 佐藤恵美, 早川克志, 野田和彦, 宇都木繁子,
 　力石和英, Ahmed Nisar, 半田裕一, 村山誠治, 小林 愛, 下坂悦生, 栗原志保, 富田因則, 寺地 徹, 山崎由紀子
 　(1999) コムギ幼穂におけるExpressed Sequence Tags (EST)の大量解析．育種学雑誌. 49 (別冊２): ９.
２)荻原保成, 藤田雅子, 川浦香奈子, 大澤智子, 村井耕二, 松岡由浩, 布籐 聡, 佐藤恵美, 早川克志, 野田和彦, 宇都木繁子,
 　力石和英, Ahmed Nisar, 半田裕一, 村山誠治, 小林 愛, 下坂悦生, 栗原志保, 富田因則, 寺地 徹, 山崎由紀子
 　(1999) コムギのゲノム科学II. コムギ幼穂で発現されるcDNAの大量解析．第22回日本分子生物学会年会講演要旨集．p284．
３)Kobayashi-Uehara, A., Shimosaka, E. and Handa H. (2001) Cloning and expression analyses of
 　cDNA encoding an ADP-ribosylation factor from wheat：tissue-specific expression of wheat ARF.
 　Plant Science 160: 535-542.