オオムギ遺伝資源のゲノム多様性を解明－オオムギのデジタル育種の実現が期待－ 2020年11月26日 岡山大学 理化学研究所 科学技術振興機構 ◆発表のポイント 岡山大学と理化学研究所が参加した国際研究グループは、最新の塩基解読法および整列技術によって20品種のオオムギにおける染色体単位のゲノム配列解析に成功しました。品種間で遺伝子領域配列の63％が共通で、残りの37％は異なることがわかりました。本成果によりオオムギのデジタル育種が進み、品種をデザインする技術の開発が期待されます。　岡山大学資源植物科学研究所の佐藤和広教授、平山隆志教授、理化学研究所環境資源科学研究センターの持田恵一チームリーダー（岡山大学資源植物科学研究所特任教授）らの共同研究グループは、2万種類以上のオオムギから、ゲノムの部分配列による遺伝子鑑定で選んだ20品種を、最新の塩基解読法および整列技術で個別に解読し、世界中のオ

理化学研究所（理研）環境資源科学研究センターケミカルバイオロジー研究グループの尹忠銖研究員、本山高幸専任研究員、長田裕之グループディレクターと鳥取大学工学部化学バイオ系学科の永野真吾教授らの共同研究チームは、かび毒[1]として知られる「テヌアゾン酸[2]」の生合成酵素である「TAS1」の「ケト合成酵素（KS）ドメイン[3]」の立体構造を明らかにし、テヌアゾン酸生合成における鍵となる反応のメカニズムに関する重要な知見を得ました。 本研究成果は、テヌアゾン酸の高効率な生産制御を可能にすると期待できます。また、テヌアゾン酸の構造を変えることによる、有用な新しい生理活性物質の創出に繋がる可能性があります。 かび毒は植物病原糸状菌[4]などが生産する化学物質で、農産物汚染による健康被害や植物病害を引き起こすため、経済的損失が大きく問題となっています。 今回、共同研究チームは、イネいもち病菌[5]が持

理化学研究所（理研）環境資源科学研究センター統合メタボロミクス研究グループの榊原圭子上級研究員、斉藤和季グループディレクター（環境資源科学研究センター センター長）、京都大学の山村正臣特任助教、梅澤俊明教授らの共同研究グループは、シロイヌナズナの種子に含まれる「ネオリグナン[1]」の生合成に必要な酵素とタンパク質を発見し、ネオリグナンが種皮の外来異物透過性[2]を抑制することを明らかにしました。 本研究成果は、新たな薬効成分の創出に向けたネオリグナンの代謝エンジニアリング[3]に貢献すると期待できます。 ネオリグナンは植物に含まれる化合物群であり、ヒトに有益な抗潰瘍性や抗菌活性などさまざまな生理活性を持っています。しかし、これまでネオリグナンの生合成経路や植物にとっての役割は不明でした。 今回、共同研究グループは、シロイヌナズナの種子に存在するネオリグナンの詳細な化学構造を決定しました。ま

お米（イネ胚乳）の生長を制御する遺伝子を同定〜受粉無しでデンプンを蓄積〜 横浜市立大学 木原生物学研究所 木下 哲 教授、岩手大学 殿崎 薫 助教（前 横浜市立大学 特任助教）らの研究グループは、イネの可食部にあたる胚乳の発生に関する研究から、デンプン合成を含めお米の生長を制御している遺伝子を同定することに成功しました。 イネの胚乳は、花粉がめしべに受粉受精することでその生長を開始します。今回、遺伝子発現の制御機構の一つであるヒストン修飾*1に関わるポリコーム複合体*2の構成因子OsEMF2a遺伝子の機能をゲノム編集*3によって欠損させた変異体で、受精していない子房においても自律的に胚乳が発生して肥大し、デンプン合成過程まで進行することを発見しました（図１）。このことから、受精によって開始される一連の生長過程がOsEMF2aによって抑制されていることが考えられます。 イネの花粉は環境の影響

水中を泳ぐ恐ろしい新種のスズメバチが発見されました。 新種は、日本に分布すること、水中から姿を現す習性などから、日本を代表する怪獣にちなみ「ゴジラ蜂（学名：Microgaster godzilla）」と命名されています。 水環境に対応するハチは他に2種しか存在せず、全体の0.1%以下です。しかも、その2種でさえ、ゴジラ蜂のように完全に水中に潜ることはできません。 研究は、10月30日付けで『Journal of Hymenoptera Research』に掲載されています。 >参照元はこちら（英文）

食虫植物は葉で小動物を誘引、捕獲、消化、吸収し、栄養としています。ハエトリソウはアメリカ合衆国のノースカロライナ州とサウスカロライナ州だけに分布する食虫植物です。二つ折りになった葉の上に毛（感覚毛）が生えており（図１）、1回触っただけでは閉じませんが、30秒以内にもう1回触ると、約0.3秒で閉じ、小動物を挟み込んで食べてしまいます（図１）。このことは、最初の刺激を30秒間記憶していることを示しています。脳も神経も無い植物が記憶することから、その仕組みは広く興味が持たれ、多くの研究者が研究を行ってきました。そして、1988年にドイツのホディックとシーバースは、カルシウムイオン濃度変化が関与しているのではないかという仮説を提唱しました（図２）。しかし、ハエトリソウでカルシウムイオン濃度を細胞にダメージを与えずに測定する方法が無く、真偽が不明でした。基礎生物学研究所の須田すだ啓ひらく大学院生、真

マメ科植物は、根に根粒と呼ばれる特殊な器官を形成することで、土壌中の窒素固定細菌と共生し、多くの植物が利用できない大気中の窒素を栄養源として利用することができます。これにより、窒素栄養が乏しい土壌でも盛んに生育することができます。一方で、宿主となるマメ科植物は根粒へ多量の光合成産物を供給する必要があるため、過剰な根粒の形成は宿主の生育を著しく阻害します。このことから、宿主植物は根粒の数を最適化する仕組みを持っていることが知られています。 基礎生物学研究所の大熊直生大学院生(総合研究大学院大学)、川口正代司教授、征矢野敬准教授と筑波大学の寿崎拓哉准教授らにより構成される研究グループは、マメ科のモデル植物ミヤコグサを用いて、葉で強く発現するマイクロRNA（注遺伝子「MIR2111-5」を特定し、葉で合成されたmiR2111が根で機能する根粒形成抑制因子TOO MUCH LOVE (TML)を阻

発表のポイント ・寄生植物コシオガマのゲノムを解読し、その変異体から宿主侵入に関わる主要な遺伝子同定に成功 ・寄生植物は植物がつくるエチレンのシグナル（情報伝達機構）を使って吸器の伸長と侵入を制御している ・寄生植物は宿主植物のエチレンを感知して侵入を開始する 奈良先端科学技術大学院大学（学長：横矢直和）先端科学技術研究科バイオサイエンス領域のツイ・スンクイ特任助教、吉田聡子教授らは、理化学研究所環境資源科学研究センターの白須賢グループディレクター、基礎生物学研究所の長谷部光泰教授らとの共同研究により、寄生植物が、宿主になる他の植物を認識し、植物体内への侵入を果たす仕組みを明らかにしました。宿主がつくるエチレンという生理作用を調節する植物ホルモン（シグナル伝達物質）を感知することにより、侵入を開始するもので、その機構に関わる主要な遺伝子を初めて突き止めました。この成果は、大きな被害をもたら

杉浦春香 農学研究科修士課程学生（研究当時）、橋本渉 同教授らの研究グループは、生きた大豆は納豆菌の増殖を抑制し、納豆菌は死んだ大豆を栄養源として増殖する仕組みの一端を明らかにしました。 納豆菌は枯草菌の一種で、枯れた草（枯死体）などの中に生存しています。本研究では、生きた大豆と死んだ大豆のそれぞれに納豆菌を接種して、納豆菌の増殖を調べました。その結果、生きた大豆では納豆菌の増殖が顕著に抑制されましたが、納豆菌は死んだ大豆で良好に生育し、納豆に変化させました。生きた大豆は納豆菌の増殖を抑制する抗菌物質を分泌することが示唆されます。一方、納豆菌は死んだ（蒸）大豆の細胞壁成分を感知し、それを栄養源として増殖することがわかりました。 本研究は、自然界での植物－微生物間の生存戦略の理解及び抗菌物質の開発に繫がると期待されます。 本研究成果は、2020年10月29日に、国際学術誌「Scientifi

納豆を作るとき「大豆を蒸す理由」がやっと判明！ “生きた大豆は納豆菌を嫌い、納豆菌は死んだ大豆が好き” 納豆を研究することで抗菌物質が開発されるかもしれません。 10月29日に『Scientific Reports』に掲載された論文によれば、生きている大豆はある種の抗菌物質を分泌しており、納豆菌によって納豆になってしまうのを避けているとのこと。 また納豆菌のほうも、生きている大豆（発芽能力あり）よりも死んだ大豆のほうを好み、死んだ大豆に反応する特殊な遺伝子群を備えていることが明らかになりました。 さらに納豆菌は死んだ大豆に接触することで、謎のフォームチェンジも行うのだとか。 普段何気なく食べている納豆には、どんな生命の神秘が潜んでいるのでしょうか？ >参照元はこちら（英文）

コーヒーは虫のオスにとって精力剤なのか～カフェインを飲んだオスは、求愛にせっかちになる！～ 2020年10月29日 ◆発表のポイント カフェインはドーパミンを活性化させる作用があり、私たちヒトの気分を高揚させる働きがあることはよく知られています。昆虫でもカフェインがハエを活性化させ睡眠に影響することや、ハチの学習記憶能力を向上させることが知られていますが、カフェインが交尾行動に及ぼす影響は調べられていませんでした。カフェインを砂糖水に混ぜコクヌストモドキという昆虫に飲ませてみたところ、カフェインを飲んだオスはメスへの求愛がせっかち（活発）になり、メスに早くマウントし、交尾器も早く突出させました。しかし、カフェインを飲ませたオスの精子がより多くの卵を受精させることはありませんでした。カフェインが昆虫のオスにとって精力剤的な一面があることを世界で初めて明らかにしました。　岡山大学大学院環境生命

◆菌根（きんこん）の世界　菌と植物のきってもきれない関係 （築地書館・２６４０円） 日本各地で自慢のマツ林が枯れていくという話を、二十年ぐらい前にときどき聞いた。直接の原因は害虫だが、虫に負けるほどマツの体力が弱ったのは、マツと共生する土中の菌根菌が減ったからだと植木屋さんに教わった。菌根菌は植物の根のまわりにいて、土中の栄養素を植物が吸収しやすいように渡し、植物が光合成でつくったものをもらう。マツタケも、マツと共生す…

東京大学(東大)と広島大学(広大)は10月16日、宇宙空間での植物栽培の可能性について、生鮮物試料として発芽野菜を選択し、地球上での実験が可能な擬似微小重力の、発芽野菜の鮮度に対する影響を調査し、その結果として主要な鮮度低下現象である質量減少が、擬似微小重力環境では、通常の重力環境に比べて有意に抑制されることを発見したと発表した。 同成果は、東大大学院農学生命科学研究科の牧野義雄准教授、広大大学院医系科学研究科の弓削類教授らの共同研究チームによるもの。詳細は、米オンライン科学誌「PLoS ONE」に掲載された。 これまで、微小重力および宇宙放射線といった宇宙空間特有の環境が生物に及ぼす影響を調べる研究は、スペースシャトルや国際宇宙ステーション(ISS)にて行われてきた。動物に対する研究としては、筋骨の退化、赤血球の減少などの悪影響が多く観察されている。 また野菜(植物)に対しては、収穫後に

食うか食われるかの生存競争をしている野生動物とは違い、植物は争いとは無縁に見えますが、実際には植物も害虫などの捕食者を相手に日夜戦いを繰り広げています。そんな植物が生き残るために使っているさまざまな戦略を、イギリス・ヨーク大学のポスドク研究員であるマイク・ニューランド氏が、人間の兵器に例えて解説しました。 The Biological Warfare of Plants http://nautil.us/issue/90/something-green/when-plants-go-to-war-rp ニューランド氏によると、植物は受動的な犠牲者であるどころか、進化の過程で非常に過激な防御手段をいくつも身に付けているとのこと。そこでニューランド氏は、植物が持つ戦略や化学物質の中から、人間の戦争で使われる兵器や戦法にも通じるところがあるものを5つピックアップしました。 ◆1：早期警戒システム

山形県立自然博物園で指導員を務める長岡信幸さんが気づいたミヤマニガウリの特異な葉。京都大学提供の写真（撮影日不明、2020年10月7日提供）。(c)AFP PHOTO / KYOTO UNIVERSITY / Shoko SAKAI 【10月14日 AFP】葉を果実の周囲に巻き付け、保護的な微気候（狭い範囲の気候）を提供するつる植物の「特異な葉」を山形県自然指導員を務める91歳のボランティアの男性が見つけた。研究論文がこのほど、発表された。 この植物は、ウリ科植物の「ミヤマニガウリ」だ。植物の葉にはさまざまな大きさや形のものがあり、通常は光合成で重要な役割を果たすが、このミヤマニガウリの場合は、葉が繁殖に関係するという一風変わった特徴がある。 英学術専門誌「英国王立協会紀要（Proceedings of the Royal Society B：Biological Sciences）」に掲

理化学研究所（理研）環境資源科学研究センター植物ゲノム発現研究チームの関原明チームリーダー、徳永浩樹特別研究員らの国際共同研究グループは、熱帯作物キャッサバ[1]の開花に適した環境と、開花に関わる分子メカニズムを解明しました。 本研究成果は、キャッサバの開花期を調整する技術開発につながるとともに、優良品種の作出に貢献すると期待できます。 キャッサバは、主にアフリカや東南アジアで栽培され、その塊根（イモ）は世界5～10億人の食糧源であり、食糧安全保障上、重要な作物として位置づけられています。今後は品種改良されることが期待されていますが、それに必要なキャッサバの開花に適した環境や気象については、よく分かっていませんでした。 今回、国際共同研究グループはベトナムとカンボジアの5地域においてキャッサバの発育調査を行いました。その結果、平地の圃場では開花しないが、山間地や高原地帯の圃場では9～11月

理化学研究所（理研）環境資源科学研究センターバイオ生産情報研究チームの香西雄介研究員、持田恵一チームリーダーと岡山大学大学院環境生命科学研究科（農）の能年義輝准教授らの共同研究チームは、農作物の重要病害である紋枯病[1]（もんがれびょう）から植物が身を守る仕組みを明らかにしました。 本研究成果は、紋枯病に対する新たな防除策を開発するための分子基盤となるものと期待できます。 紋枯病は、イネやトウモロコシなどの穀物に大きな被害をもたらす重要病害ですが、植物が菌の感染に抵抗する機構はよく分かっていませんでした。 今回、共同研究チームは、モデル植物であるミナトカモジグサ[2]において、紋枯病菌に対して抵抗性を示す系統と罹病性を示す系統を用い、それぞれに菌を感染させ、その後の遺伝子発現変動を経時的かつ網羅的に比較解析しました。その結果、抵抗性を示す系統は菌に対する免疫応答を素早く活性化させていること