2024/09/17 更新

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オカダ サトシ
岡田 聡史
OKADA Satoshi
所属
生物機能開発利用研究センター 助教
大学院担当
大学院生命農学研究科
職名
助教

学位 1

  1. 博士(農学) ( 2018年3月   神戸大学 ) 

研究キーワード 3

  1. 量的形質遺伝子座

  2. 遺伝学

  3. 育種学

研究分野 1

  1. 環境・農学 / 遺伝育種科学

経歴 3

  1. 名古屋大学   生物機能開発利用研究センター   助教

    2022年6月 - 現在

  2. 東海国立大学機構名古屋大学生物機能開発利用研究センター   特任助教

    2021年7月 - 2022年5月

  3. 岡山大学   特別契約職員(助教)

    2019年4月 - 2021年6月

所属学協会 1

  1. 一般社団法人日本育種学会

 

論文 8

  1. Integrated genome-wide differentiation and association analyses identify causal genes underlying breeding-selected grain quality traits in japonica rice. 国際誌

    Hideki Yoshida, Satoshi Okada, Fanmiao Wang, Shohei Shiota, Masaki Mori, Mayuko Kawamura, Xue Zhao, Yiqiao Wang, Naho Nishigaki, Asako Kobayashi, Kotaro Miura, Shinya Yoshida, Masaru Ikegami, Akitoshi Ito, Lin-Tzu Huang, Yue-Ie Caroline Hsing, Yoshiyuki Yamagata, Yoichi Morinaka, Masanori Yamasaki, Toshihisa Kotake, Eiji Yamamoto, Jian Sun, Ko Hirano, Makoto Matsuoka

    Molecular plant   16 巻 ( 9 ) 頁: 1460 - 1477   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)  

    Improving grain quality is a primary objective in contemporary rice breeding. Japanese modern rice breeding has developed two different types of rice, eating and sake-brewing rice, with different grain characteristics, indicating the selection of variant gene alleles during the breeding process. Given the critical importance of promptly and efficiently identifying genes selected in past breeding for future molecular breeding, we conducted genome scans for divergence, genome-wide association studies, and map-based cloning. Consequently, we successfully identified two genes, OsMnS and OsWOX9D, both contributing to rice grain traits. OsMnS encodes a mannan synthase that increases the white core frequency in the endosperm, a desirable trait for sake brewing but decreases the grain appearance quality. OsWOX9D encodes a grass-specific homeobox-containing transcription factor, which enhances grain width for better sake brewing. Furthermore, haplotype analysis revealed that their defective alleles were selected in East Asia, but not Europe, during modern improvement. In addition, our analyses indicate that a reduction in grain mannan content during African rice domestication may also be caused a defective OsMnS allele due to breeding selection. This study not only reveals the delicate balance between grain appearance quality and nutrition in rice but also provides a new strategy for isolating causal genes underlying complex traits, based on the concept of "breeding-assisted genomics" in plants.

    DOI: 10.1016/j.molp.2023.09.002

    PubMed

  2. High-Density Linkage Maps from Japanese Rice japonica Recombinant Inbred Lines Using Genotyping by Random Amplicon Sequencing-Direct (GRAS-Di). 査読有り 国際誌

    Rym Fekih, Yohei Ishimaru, Satoshi Okada, Michihiro Maeda, Ryutaro Miyagi, Takahiro Obana, Kazuyo Suzuki, Minoru Inamori, Hiroyuki Enoki, Masanori Yamasaki

    Plants (Basel, Switzerland)   12 巻 ( 4 )   2023年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The genetic dissection of agronomically important traits in closely related Japanese rice cultivars is still in its infancy mainly because of the narrow genetic diversity within japonica rice cultivars. In an attempt to unveil potential polymorphism between closely related Japanese rice cultivars, we used a next-generation-sequencing-based genotyping method: genotyping by random amplicon sequencing-direct (GRAS-Di) to develop genetic linkage maps. In this study, four recombinant inbred line (RIL) populations and their parents were used. A final RIL number of 190 for RIL71, 96 for RIL98, 95 for RIL16, and 94 for RIL91 derived from crosses between a common leading Japanese rice cultivar Koshihikari and Yamadanishiki, Taichung 65, Fujisaka 5, and Futaba, respectively, and the parent plants were subjected to GRAS-Di library construction and sequencing. Approximately 438.7 Mbp, 440 Mbp, 403.1 Mbp, and 392 Mbp called bases covering 97.5%, 97.3%, 98.3%, and 96.1%, respectively, of the estimated rice genome sequence at average depth of 1× were generated. Analysis of genotypic data identified 1050, 1285, 1708, and 1704 markers for each of the above RIL populations, respectively. Markers generated by GRAS-Di were organized into linkage maps and compared with those generated by GoldenGate SNP assay of the same RIL populations; the average genetic distance between markers showed a clear decrease in the four RIL populations when we integrated markers of both linkage maps. Genetic studies using these markers successfully localized five QTLs associated with heading date on chromosomes 3, 6, and 7 and which previously were identified as Hd1, Hd2, Hd6, Hd16, and Hd17. Therefore, GRAS-Di technology provided a low cost and efficient genotyping to overcome the narrow genetic diversity in closely related Japanese rice cultivars and enabled us to generate a high density linkage map in this germplasm.

    DOI: 10.3390/plants12040929

    PubMed

  3. An analysis of sugary endosperm in sorghum: Characterization of mutant phenotypes depending on alleles of the corresponding starch debranching enzyme. 査読有り 国際誌

    Shumpei Hashimoto, Satoshi Okada, Satoko Araki-Nakamura, Kozue Ohmae-Shinohara, Kotaro Miura, Hideo Kawaguchi, Chiaki Ogino, Shigemitsu Kasuga, Takashi Sazuka

    Frontiers in plant science   14 巻   頁: 1114935 - 1114935   2023年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Sorghum is the fifth most important cereal crop. Here we performed molecular genetic analyses of the 'SUGARY FETERITA' (SUF) variety, which shows typical sugary endosperm traits (e.g., wrinkled seeds, accumulation of soluble sugars, and distorted starch). Positional mapping indicated that the corresponding gene was located on the long arm of chromosome 7. Within the candidate region of 3.4 Mb, a sorghum ortholog for maize Su1 (SbSu) encoding a starch debranching enzyme ISA1 was found. Sequencing analysis of SbSu in SUF uncovered nonsynonymous single nucleotide polymorphisms (SNPs) in the coding region, containing substitutions of highly conserved amino acids. Complementation of the rice sugary-1 (osisa1) mutant line with the SbSu gene recovered the sugary endosperm phenotype. Additionally, analyzing mutants obtained from an EMS-induced mutant panel revealed novel alleles with phenotypes showing less severe wrinkles and higher Brix scores. These results suggested that SbSu was the corresponding gene for the sugary endosperm. Expression profiles of starch synthesis genes during the grain-filling stage demonstrated that a loss-of-function of SbSu affects the expression of most starch synthesis genes and revealed the fine-tuned gene regulation in the starch synthetic pathway in sorghum. Haplotype analysis using 187 diverse accessions from a sorghum panel revealed the haplotype of SUF showing severe phenotype had not been used among the landraces and modern varieties. Thus, weak alleles (showing sweet and less severe wrinkles), such as in the abovementioned EMS-induced mutants, are more valuable for grain sorghum breeding. Our study suggests that more moderate alleles (e.g. produced by genome editing) should be beneficial for improving grain sorghum.

    DOI: 10.3389/fpls.2023.1114935

    PubMed

  4. Metabolic engineering for 4-aminophenylalanine production from lignocellulosic biomass by recombinant <i>Escherichia coli</i>

    Hideo Kawaguchi, Shunsuke Masuo, Keiko Wakai, Naoki Takaya, Tomohisa Hasunma, Tatsuo Kaneko, Satoshi Okada, Takashi Sazuka, Chiaki Ogino, Akihiko Kondo

    RSC Sustainability   1 巻 ( 4 ) 頁: 1043 - 1054   2023年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Royal Society of Chemistry (RSC)  

    4-Aminophenylalanine as a diamine monomer to synthesize unique biopolyimides was produced from lignocellulosic biomass by microbial fermentation. Fermentation inhibitors present in lignocellulosic hydrolysate of sorghum bagasse were identified.

    DOI: 10.1039/d3su00053b

  5. FE UPTAKE-INDUCING PEPTIDE1 maintains Fe translocation by controlling Fe deficiency response genes in the vascular tissue of Arabidopsis. 査読有り 国際誌

    Satoshi Okada, Gui J Lei, Naoki Yamaji, Sheng Huang, Jian F Ma, Keiichi Mochida, Takashi Hirayama

    Plant, cell & environment   45 巻 ( 11 ) 頁: 3322 - 3337   2022年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    FE UPTAKE-INDUCING PEPTIDE1 (FEP1), also named IRON MAN3 (IMA3) is a short peptide involved in the iron deficiency response in Arabidopsis thaliana. Recent studies uncovered its molecular function, but its physiological function in the systemic Fe response is not fully understood. To explore the physiological function of FEP1 in iron homoeostasis, we performed a transcriptome analysis using the FEP1 loss-of-function mutant fep1-1 and a transgenic line with oestrogen-inducible expression of FEP1. We determined that FEP1 specifically regulates several iron deficiency-responsive genes, indicating that FEP1 participates in iron translocation rather than iron uptake in roots. The iron concentration in xylem sap under iron-deficient conditions was lower in the fep1-1 mutant and higher in FEP1-induced transgenic plants compared with the wild type (WT). Perls staining revealed a greater accumulation of iron in the cortex of fep1-1 roots than in the WT root cortex, although total iron levels in roots were comparable in the two genotypes. Moreover, the fep1-1 mutation partially suppressed the iron overaccumulation phenotype in the leaves of the oligopeptide transporter3-2 (opt3-2) mutant. These data suggest that FEP1 plays a pivotal role in iron movement and in maintaining the iron quota in vascular tissues in Arabidopsis.

    DOI: 10.1111/pce.14424

    PubMed

  6. Genetic and epistatic effects for grain quality and yield of three grain-size QTLs identified in brewing rice (Oryza sativaL.). 査読有り

    Okada Satoshi, Iijima Ken, Hori Kiyosumi, Yamasaki Masanori

    MOLECULAR BREEDING   40 巻 ( 9 )   2020年9月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Molecular Breeding  

    Rice (Oryza sativa L.) in Japan is not only a food staple but also an important material for the Japanese alcoholic beverage, sake. The grain used in sake brewing has different characters from the cooking rice grain, including a large grain size and high white-core expression rate (WCE). Because large-sized grains often have a heavy grain weight and higher yield, this trait is also important for cooking rice. Chalky grains, such as white-core or white-belly grains, are not ideal as cooking rice. Here, we report that three grain-size quantitative trait loci (QTLs; qGL4-2, qGWh5, qGWh10), derived from the brewing cultivar, Yamadanishiki, affect grain shape, chalky grain rate, and yield, using near isogenic and pyramiding lines in the genetic background of the cooking cultivar, Koshihikari. First, these QTLs influenced multiple components of grain shape, where epistatic effects were detected between qGL4-2 and qGWh5, for grain width and thickness, and between qGL4-2 and qGWh10, for grain length. Therefore, these QTLs may coordinate to control grain shape. Second, lines harboring qGWh5 or qGWh10 at the Yamadanishiki allele exhibited increased WCE, whereas lines with qGL4-2 and qGWh10 exhibited decreased white-belly grain rate (WBR). Thus, grain shape is associated with the occurrence of chalky grain, where the chalky type depends on the QTL. Finally, we used total panicle weight of plants as a simplified rice yield index, and a promising line pyramiding qGL4-2 and qGWh5 emerged. In conclusion, qGL4-2 would be useful for the breeding of cooking rice, to decrease WBR, while qGWh5 and qGWh10 were definitely more beneficial for that of brewing rice, to increase grain weight and WCE.

    DOI: 10.1007/s11032-020-01166-0

    Web of Science

    Scopus

    その他リンク: https://link.springer.com/article/10.1007/s11032-020-01166-0/fulltext.html

  7. Life-Course Monitoring of Endogenous Phytohormone Levels under Field Conditions Reveals Diversity of Physiological States among Barley Accessions. 査読有り

    Hirayama T, Saisho D, Matsuura T, Okada S, Takahagi K, Kanatani A, Ito J, Tsuji H, Ikeda Y, Mochida K

    Plant & cell physiology   61 巻 ( 8 ) 頁: 1438 - 1448   2020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)  

    DOI: 10.1093/pcp/pcaa046

    PubMed

    その他リンク: http://academic.oup.com/pcp/article-pdf/61/8/1438/33662758/pcaa046.pdf

  8. Training instance segmentation neural network with synthetic datasets for crop seed phenotyping 査読有り 国際誌

    Toda Yosuke, Okura Fumio, Ito Jun, Okada Satoshi, Kinoshita Toshinori, Tsuji Hiroyuki, Saisho Daisuke

    COMMUNICATIONS BIOLOGY   3 巻 ( 1 ) 頁: 173 - 173   2020年4月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Communications Biology  

    In order to train the neural network for plant phenotyping, a sufficient amount of training data must be prepared, which requires time-consuming manual data annotation process that often becomes the limiting step. Here, we show that an instance segmentation neural network aimed to phenotype the barley seed morphology of various cultivars, can be sufficiently trained purely by a synthetically generated dataset. Our attempt is based on the concept of domain randomization, where a large amount of image is generated by randomly orienting the seed object to a virtual canvas. The trained model showed 96% recall and 95% average Precision against the real-world test dataset. We show that our approach is effective also for various crops including rice, lettuce, oat, and wheat. Constructing and utilizing such synthetic data can be a powerful method to alleviate human labor costs for deploying deep learning-based analysis in the agricultural domain.

    DOI: 10.1038/s42003-020-0905-5

    Web of Science

    Scopus

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MISC 1

  1. シングルメリステムトランスクリプトームによるオオムギ茎頂部の発生トラジェクトリ解析

    井藤純, 野村有子, 佐藤奈緒, 岡田聡史, 高萩航太郎, 杉村みどり, 関緑, 最相大輔, 持田恵一, 平山隆志, 辻寛之  

    育種学研究23 巻   2021年

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講演・口頭発表等 19

  1. GRAS-Di技術を利用した日本水稲品種交雑集団の連鎖地図作成と遺伝解析

    山崎 将紀, 小野 凌汰, Rym Fekih, 岡田 聡史, 前田 道弘, 堀 清純, 宮城 竜太郎, 尾鼻 孝浩, 榎 宏征

    日本育種学会第143回講演会  2023年3月18日 

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    開催年月日: 2023年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

  2. ソルガムの雑種強勢の一部をオーキシン輸送関連遺伝子Dw3の超優性効果で説明する試み

    橋本 舜平, 岡田 聡史, 中村(荒木)聡子, 篠原(大前)梢, 三浦 孝太郎, 川口 秀夫, 荻野 千秋, 春日 重光, 佐塚 隆志

    日本育種学会第143回講演会  2023年3月18日 

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    開催年月日: 2023年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

  3. ソルガムF1品種「天高」の雑種強勢に重要な第6の遺伝子

    菊池 樹, 岡田 聡史, 橋本 舜平, 中村(荒木) 聡子, 大前(篠原) 梢, 三浦 孝太郎, 川口 秀夫, 荻野 千秋, 春日 重光, 佐塚 隆志

    日本育種学会第143回講演会  2023年3月18日 

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    開催年月日: 2023年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

  4. ソルガムF1 品種「天高」の雑種強勢に重要な第6の遺伝子座の同定

    菊池樹、岡田聡史、橋本舜平、中村聡子、大前梢、三浦孝太郎、川口秀夫、荻野千秋、春日重光、佐塚隆志

    第29回日本育種学会中部地区談話会  2022年12月17日 

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    開催年月日: 2022年12月

    会議種別:口頭発表(一般)  

  5. 名大ソルガムパネルを用いた根系に関するゲノムワイド関連解析

    岡田聡史、胡振宇、犬飼義明、西内俊策、山内卓樹、中村 (荒木) 聡子、篠原(大前) 梢、川口秀夫、荻野千秋、三浦孝太郎、佐塚隆志

    第13 回ソルガムワークショップ  2022年11月21日 

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    開催年月日: 2022年11月

    会議種別:口頭発表(一般)  

  6. ソルガム由来成分による微生物発酵促進作用に関する網羅的遺伝子発現解析

    川口秀夫、兵頭梓、吉原久美子、岡田聡史、佐塚隆志

    第13 回ソルガムワークショップ  2022年11月21日 

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    開催年月日: 2022年11月

    会議種別:口頭発表(一般)  

  7. 天高の高バイオマス性を説明する第6の遺伝子

    菊池樹、岡田聡史、橋本舜平、中村聡子、篠原梢、三浦孝太郎、川口秀夫、荻野千秋、春日重光、佐塚隆志

    第13 回ソルガムワークショップ  2022年11月21日 

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    開催年月日: 2022年11月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

  8. ソルガムの根系育種へ向けたゲノムワイド関連解析

    岡田聡史, 胡振宇, 犬飼義明, 西内俊策, 山内卓樹, 中村(荒木)聡子, 篠原(大前)梢, 中村春貴, 三浦孝太郎, 春日重光, 佐塚隆志

    日本育種学会第142回講演会  2022年9月24日 

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    開催年月日: 2022年9月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

  9. ‘先制育種’を指向する生活環横断的なオオムギのゲノム研究

    最相大輔, 岡田聡史, 金谷麻加, 池田陽子, 井藤純, 辻寛之, 持田恵一, 平山隆志

    日本育種学会第140講演会 

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    開催年月日: 2021年9月

    会議種別:シンポジウム・ワークショップ パネル(指名)  

  10. シングルメリステムトランスクリプト―ムによるオオムギ茎頂部の発生トラジェクトリ解析.

    井藤純, 野村有子, 佐藤奈緒, 岡田聡史, 高萩航太郎, 杉村みどり, 関緑, 最相大輔, 持田恵一, 平山隆志, 辻寛之

    日本育種学会第140回講演会  2021年9月 

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    開催年月日: 2021年9月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

  11. 圃場でのオオムギ生活環の擬時間変遷

    最相大輔, 岡田聡史, 金谷麻加, 池田陽子, 井藤純, 辻寛之, 持田恵一, 平山隆志

    日本育種学会第139回講演会 

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    開催年月日: 2021年3月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

  12. 圃場トランスクリプトームデータを用いたオオムギ生活環の生長トラジェクトリ解析

    岡田聡史, 最相大輔, 金谷麻加, 池田陽子, 井藤純, 辻寛之, 井上小槙, 上原由紀子, 清水みなみ, 持田恵一, 平山隆志

    日本育種学会第139回講演会 

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    開催年月日: 2021年3月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

  13. 圃場オオムギにおけるヒストン修飾と遺伝子発現のゲノムワイド時系列解析

    池田陽子, 岡田聡史, 金谷麻加, 井上小槙, 最相大輔, 井藤純, 辻寛之, 持田恵一, 平山隆志

    第62回日本植物生理学会年会 

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    開催年月日: 2021年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

  14. 圃場オオムギのライフコースモニタリングによるホルモン変動と成長および環境要因との相互作用

    平山隆志, 最相大輔, 松浦恭和, 井藤純, 岡田聡史, 金谷麻加, 辻寛之, 持田恵一

    第62回日本植物生理学会年会 

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    開催年月日: 2021年3月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

  15. オオムギの圃場生長動態の種内変異

    最相大輔, 岡田聡史, 井藤純, 辻寛之, 高萩航太郎, 持田恵一, 平山隆志

    日本育種学会第137回講演会 

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    開催年月日: 2020年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

  16. 世界のオオムギコアコレクションの複数環境下での出穂期に関する遺伝解析

    岡田聡史, 最相大輔, 井藤純, 辻寛之, 高萩航太郎, 田恵一, 平山隆志

    日本育種学会第137回講演会  2020年3月29日 

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    開催年月日: 2020年3月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

  17. オオムギの圃場生長動態の種内変異

    最相 大輔, 岡田 聡史, 井藤 純, 辻 寛之, 高 萩 航太郎, 持田 恵一, 平山 隆志

    日本育種学会第137回講演会  2020年3月29日 

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    開催年月日: 2020年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

  18. 圃場環境におけるオオムギ系統間の生理状態の多様性

    平山隆志, 高萩航太郎, 井上小槙, 山口由紀子, 金谷麻加, 最相大輔, 松浦恭和, 岡田聡史, 井藤純, 池田陽子, 松下康弘, 辻寛之, 持田恵一

    第61回日本植物生理学会年会 

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    開催年月日: 2020年3月

    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

  19. オオムギのユニークな花序構造に関する遺伝子発現解析

    井藤純, 佐藤奈緒, 野村有子, 新井駿一, 高萩航太郎, 岡田聡史, 武田(神谷)紀子, 豊岡公徳, 最相大輔, 平山隆志, 持田恵一, 辻寛之

    日本育種学会第142回講演会  2022年9月24日 

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    記述言語:日本語   会議種別:ポスター発表  

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科研費 1

  1. 量的形質遺伝子座における新しい解析アプローチによるソルガム高糖性遺伝子の解明

    研究課題/研究課題番号:22K14868  2022年4月 - 2025年3月

    科学研究費助成事業  若手研究

    岡田 聡史

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:4420000円 ( 直接経費:3400000円 、 間接経費:1020000円 )

    ソルガムは、高バイオマス性と高糖性(茎に糖液を蓄積する性質)を兼ね備えることができる重要なエネルギー作物の一つである。しかし、ソルガムの高糖性は環境要因や複雑な遺伝的構造が絡み合った複雑形質と考えら、これまで責任遺伝子の単離が困難であった。本研究では、①糖度と相関する発現変動を示す遺伝子群をマーカーとし、②QTL領域内の部分的な断片置換系統群とマーカー遺伝子群の発現量を比較することで領域を狭め、これを繰り返すという新しい責任遺伝子単離法(CSSLs-eQTL)を提案する。この方法を確立し、ソルガムの高糖性遺伝子を同定することで、糖蓄積メカニズム解明への基盤構築を行う。