2015年5月6日
人口の急激な増加と気候パターンの変化により、農業業界に特有の課題が生じています。世界の食糧ニーズに引き続き取り組むために、多くの研究者、育種家、農場が、ゲノムまたはDNA科学に頼って生産を最適化しています。
イルミナは、ゲノムソリューションの世界的リーダーとして、がん治療における食品の安全性と同じくらい多様なアプリケーションにおいて、ゲノムのパワーを解き放ち、世界中の人々の健康を向上させることを目指しています。イルミナは、アグリゲノミクス市場をサポートする2つの主要なテクノロジー、次世代シーケンスとジェノタイピングを提供しています。各テクノロジーは、研究や商業環境における農業コミュニティの固有のニーズに対応しています。
イルミナのアグリゲノミクス市場開発担当ディレクターであるMike Thompson博士が、イルミナのテクノロジーがさまざまな農業市場でどのように使用されているかについて説明します。
ゲノミクスは、植物や動物の遺伝的多様性に対する理解をどのように深めますか？
次世代シーケンサー（NGS）は、作物や家畜の複雑なゲノムを理解したい農業研究者にとって有用であり、これらの植物や動物の遺伝形質解析のための将来のツールを開発するための参照ゲノムシーケンスの開発に使用することができます。イルミナのNGSテクノロジーは、ある種の複数の代表者のゲノムをシーケンスし、異なる形質や特性に関連する新しい遺伝子やバリアントを発見したり、これらの種の遺伝子発現を研究するためのRNAシーケンスにも使用できます。
シーケンスまたは一連の関連特性が同定されると、イルミナのアレイは、特定の特性に関連する関連遺伝子形質を理解するために、種の多くの生物のジェノタイピングに使用できます。イルミナは、多くの植物や動物の種の製品だけでなく、研究者や生産者のニーズを満たすためにあらゆる種のカスタム製品も提供しています。
イルミナのテクノロジーは作物にどのように使用されていますか？
研究において、NGSはゲノムの構造と発現を理解するために作物に広く使用されています。多くの作物種には、解読にNGSの力を必要とする大規模で複雑なゲノムがあります。もう1つの用途は、作物に感染するウイルスの理解を深め、感染拡大を防ぐことです。
種子企業や学術機関は、干ばつ耐性、疾患抵抗性、作物収穫量などの望ましい形質に関連するゲノムマーカーの組み合わせを選択することで、ゲノム情報を使用して育種プログラムを加速することができます。そうすることで、特に気候変動が世界の乾燥地域を脅かす中で、農業の生産性を向上させることができる種子系統が開発されます。
この種の作業を行うイルミナのお客様の例として、Syngentaなどの商業シード企業、およびUC Riversideの研究者であるTim Close博士が率いるグループなど、先進国では一般的には工業的に栽培されない農作物を扱う学術研究者やフィールドベースのチームが挙げられます。
家畜にとっては？
イルミナのアレイテクノロジーは現在、乳製品産業における商業育種に主流であり、他の多くの経済的に重要な動物種にも採用され始めています。ゲノムワイドアレイは、動物の出生時にその動物の将来の性能を予測するために利用されます。アレイは、従来の子孫試験よりも優れた予測因子であり、はるかに高速です。パフォーマンス予測の向上により、ブリーダーや生産者にとってより高い利益を生み出すより良い意思決定が可能になります。顧客の例としては、ゾエティスやGeneSeekなどのサービスプロバイダーや、Martin DairyやThree Trees Ranchなどの個々の牧場が挙げられます。
遺伝子シーケンスは、家畜や動物の特性を理解するためだけでなく、感染するウイルスやその上や中に生息する細菌の特性を理解するためにも使用できます。これらのツールは、ブタの流行性下痢ウイルス（PEDv）などの動物集団に感染する致命的な疾患の流行を理解し、阻止しようとする研究者にとって有用です。NGSの解決により、研究者はウイルスの経時的な変異を突き止め、感染パターンを理解し、潜在的な治療法を開発するのに役立ちます。同様に、家畜の腸にコロニーを形成する細菌をシーケンスして解析することで、他のアプリケーションの中でも特に、動物飼料の最適化や感染症の診断に関する幅広い研究が可能になります。
ゲノミクスは世界の栄養を改善するためにどのように活用されていますか？
イルミナは、発展途上国の栄養失調や貧困に対処するゲノミクスの利用を促進する方法として、2011年に農業の大義への取り組みを開始しました。この賞は、世界のこれらの地域で重要な作物や家畜の種の持続可能性、生産性、栄養密度を向上させるための研究に必要不可欠なものとなりました。
今年の受賞者であるAfrican Orphan Crops Consortium（AOCC）は、イルミナ製品を使用して、アフリカ全土の人々によって裏庭や小さな区画で一般的に栽培される50種の作物のトランスクリプトームをシーケンスしており、この情報を使用して、これらの作物の収量を増やすことを目的とした育種ツールを開発する予定です。
注目すべき過去のプロジェクトには、International Rice Research Instituteが率いる米産農家向けの育種ツールとトレーニングプログラムの作成、およびアフリカ、中東、インドの育種プログラムを改善するために乾燥した気候におけるヤギの心気に関連する形質を特定したInternational Goat Genome Consortiumアレイを活用したUSDA主導の取り組みが含まれます。
