農業および環境におけるゲノムシーケンス
世界中の研究者が、多様な種のゲノムを研究するために、動物と植物のシーケンスを利用しています。これらの遺伝的地図は、新たな発見のための豊富な基盤を提供し、これは私たちが生命と進化を理解し、絶滅危惧種の保護に対する新たなアプローチを見つけるのに役立ちます。
農業における次世代シーケンサー（NGS）の活用はまた、より生産的で持続可能な実践の開発も可能にし、皆が力を合わせることで、環境変化の課題に対応し、増大する人口による十分な食糧供給の需要を満たすことができます。
注目の動物と植物のゲノムシーケンス研究
オーストラリアにおける新たに発見された生物種のシーケンス
Deakin UniversityのChris Austin教授およびLarry Croft教授が、NGSがどのようにアグリゲノミクスの将来に影響を及ぼす新たな研究への機会を開いたのかについてお話します。
Texas A&M AgriLifeにおける複雑な植物ゲノムシーケンス
ディレクターであるCharlie Johnson氏が、自身のラボで実行中の植物シーケンスについて説明し、NGSへの移行に関心がある研究者にアドバイスします。
沖縄におけるNGSを活用した水産養殖の拡大
沖縄科学技術大学院大学では、動物と植物のシーケンスを使用して、海洋生物学、アグリゲノミクス、水産養殖における研究を促進しています。
動物シーケンス研究について
大規模な動物シーケンスにより迅速な家畜の改良を実現
1000 Bull Genomeプロジェクトから得られるシーケンスデータは、望ましい形質と望ましくない形質の発見の助けとなっており、世界中の動物の群れに利益をもたらしています。
重要な魚種のシーケンスを生活改善に役立てる
Vanina Villanova博士は、重要な南米の淡水魚であるパクーの遺伝子地図を作成するために、2018年Agriculture Greater Good Initiative助成金を獲得しました。
農業におけるゲノムシーケンスの方法
| 方法 | 説明 | 利用方法 |
|---|---|---|
| De Novoシーケンス | De novoの植物または動物のシーケンスは、生物の形質と環境との相互作用に関する遺伝的基盤を理解するための第一歩である。 | その後のリシーケンスで一塩基多型（SNP）と他の遺伝子バリエーションを発見できるよう、地図の位置を指定し、品種情報を重ねる。 |
| 全ゲノムリシーケンス | 生物種のリファレンスゲノムが利用できる場合に、全ゲノムを解析するための包括的な方法である。 | 遺伝子、SNP、構造多型の同定と同時に遺伝型を特定する。 |
| トランスクリプトームシーケンス | RNAシーケンスは、発生過程において、また疾患状態やストレス条件下で発生する、遺伝子発現レベルの変化に新しい洞察を提供する。 | 遺伝子とタンパク質の機能と相互作用を解明し、RNA転写物の組織特異的リストを同定し、新しいSNPを発見する。 |
| エピジェネティクス | 環境の変化（食糧の供給または日照り状況など）への適応反応は、自らの生存能力や生殖適応度に影響を及ぼす、動植物における表現型の変化を引き起こし得る。 | シーケンスを使用してDNAメチル化、クロマチン構造、小さなRNAの発現における変化を同定することで、エピジェネティックな要因が、関心のある生物種におけるこれらおよびその他の形質の制御にどのように寄与しているかを、より適切に理解できる。 |
| ターゲットリシーケンス | この方法は、多くのサンプルについて、あらかじめ決められた遺伝的バリエーションの領域をシーケンスする。 | SNPやコピー数バリアント（CNV）などの一般的および希少なバリアントを同定し、育種決定を通知したり疾患感受性を明らかにしたりするのに役立つ。 |
| シーケンスによるジェノタイピング | 新しい植物と動物のSNPを発見し、ジェノタイピング研究を実施するための低コストの遺伝子スクリーニング手法で、多くの場合、多くの検体で同時に行われる。 | アプリケーションには、遺伝子マッピング、戻し交配系のスクリーニング、純度検査、ハプロタイプ地図の作成、植物ゲノム研究のための関連付けとゲノム評価の実行が挙げられる。 |
| 環境DNAシーケンス | 水、土壌他のサンプル中に含まれる細菌生物と真核生物両方の特性評価を可能にする、効果的な生物学的なモニタリングツール。 | アプリケーションには、港湾モニタリング、生物多様性調査、バラスト水調査、土壌検査などが挙げられる。 |
| ゲノム編集 | CRISPR（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats）ゲノム編集は、農業、食品科学、環境科学、およびその他広範なアプリケーション向けに大きな可能性を有している。 | 遺伝子ノックアウトの確認、オン・オフターゲット効果の分析、および遺伝子編集の機能的影響の評価。 |
ゲノミクスと世界への食糧供給
農業は過去数千年にわたって人々の生活を支え、向上してきましたが、環境の変化と人口増加により、生産性が高く持続可能な農業への需要が高まっています。NGSベースのジェノタイピングが持続可能な農業の開発にどのように役立っているのかについて、Diversity Arrays TechnologyのAndrzej Kilian博士の解説をお聴きください。
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植物ゲノムシーケンスが農作物研究を加速
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アグリゲノミクス研究のレビュー
このレビューは、最近ピアレビューされたアグリゲノミクスにおける研究出版物を取り上げ、育種家に農業を進歩させる強力なツールを提示する技術革新について概説します。
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新しいシーケンス手法によってコストが削減され、何万もの魚の分類が可能です。
シーケンス研究によるジェノタイピング
この論文の著者は、シーケンスを使用して、さまざまな倍数性レベルで農作物を研究しました。
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ニュージーランドの研究者は、ゲノム選抜に伴う費用とリソース入手困難の問題を克服するためにシーケンスによるジェノタイピングを使用しています。