山形大学農学部食料生命環境学科アグリサイエンスコース作物育種学分野星野研究室

研究紹介

研究室のテーマ

「ゲノム情報を利用した遺伝学的解析による作物育種」

近年明らかにされたゲノム塩基配列情報を最大限利用し、イネ・ダイズにおける農業上有用な自然変異あるいは突然変異について、順・逆遺伝学という双方向のアプローチ法により探索するとともに、有用形質に関わる遺伝子とその働きを明らかにしています。

最終的に、得られた遺伝子を用いた新しい育種素材を開発することによって、イネ・ダイズの新品種育成を目指しています。

イネ新品種育成に向けた逆遺伝学的研究材料の開発と利用

山形県産「つや姫」「はえぬき」に次ぐ新たなイネ品種育成を目指し、「つや姫」を遺伝背景に、ゲノム中に存在する全ての遺伝子に変異が生じた突然変異集団の作出を試みています。また、高い確率でゲノムDNAの変異を誘導するために、本来、植物自体に備わっているDNA修復機能をあえて抑制・欠損させた突然変異体の利用を試みています。

作出した高変異率を有する突然変異集団から、農業上有用な遺伝子の変異アリルを単離することによって、早期で、かつ現実的な新品種開発が可能になるでしょう。

エダマメ品種「だだちゃ豆」のおいしさを決める遺伝子の探索

鶴岡特産のエダマメ品種「だだちゃ豆」は、なぜ「おいしい」のでしょうか？これまでの研究で、糖やアミノ酸の成分が他の品種より多いことが報告されていますが、「おいしさ」を決める遺伝子は分かっていません。

そこで当研究室では、「だだちゃ豆」のおいしさを決める遺伝子を見つける為に、DNAレベルでの解析法でこの謎を解き明かそうと考えました。

今は、その準備段階として、おいしさを評価する解析法を確立したり、遺伝学的実験の材料を作ったりしています。

「だだちゃ豆」の「おいしさ」を決める遺伝子が特定されると、鶴岡特産「だだちゃ豆」のブランド力が向上しエダマメ生産・消費が拡大することが期待され、さらに、「だだちゃ豆」由来の「おいしさ」を決める遺伝資源を用いた新たなダイズの育種も可能になるでしょう。

研究設備の紹介


DNAやRNAを電気泳動させたゲルを撮影する装置です。本研究室では、突然変異体のスクリーニングにも使用しています。	DNAやRNAを抽出したあと、どのくらいの濃度で抽出できているか測定する機械です。使用量は2 μlと非常に少ないので、貴重なサンプルを無駄にしません。

最近導入した遺伝子の発現量を計測するQRT-PCRの機械です。本研究室ではこれまで、遺伝子の発現解析はノーザンブロット法を用いていましたが、これからは、多検体のサンプルでも、より精度よく、より素早く、解析結果が得られます。さらに、SNP解析もできるので、多検体のジェノタイピングやSNPスキリーニングにも利用する予定です。	遺伝子を増幅させる機械（サーマルサイクラー）です。本研究室では、ジェノタイピングにも使用しますので、大規模なサンプルのPCRにも対応可能384プレート用と通常の96タイプの2種類を、それぞれ2台保有しています。実験待ちの時間は、ほとんどありません。

最近導入した冷却遠心機です。核酸のエタノール沈殿やRNA抽出の際、冷却しながら遠心できます。さらに、96プレートの遠心もできるで、大規模なDNA抽出にも使用しています。	小型遠心機とプレート遠心機です。冷却が必要ない遠心や、遠心管やプレートタイプの遠心ができます。3種類の遠心機があるので、遠心待ちによる実験の滞りは、ほとんどありません。

精密天秤とpHメーターです。各種試薬の調製に必要です。	オートクレーブです。本研究室では、滅菌処理に用いるのはもちろん、電気泳動用の高濃度のアガロースを溶解させるためにも用います。

電気泳動装置です。本研究室では、電気泳動によるジェノタイピングを行っています。大規模なサンプルを電気泳動する必要があるので、大きな泳動槽を用いています。	エバポレーターとウォーターバスです。イネやダイズの種子成分の抽出に利用しています。

ハイブリオーブンです。80℃までの設定が可能で、サザンやノーザンの際の、核酸のハイブリダイゼーションの工程に利用します。	スイング恒温インキュベーターです。酵素処理や、大腸菌などの培養に用います。