2023-07-13 国立遺伝学研究所
東海国立大学機構 岐阜大学応用生物科学部山根京子准教授および学部四年生山本祥平氏(研究当時)、東京工業大学生命理工学院伊藤武彦教授および田中裕之研究員、学部四年生堀立樹氏(研究当時)、情報・システム研究機構国立遺伝学研究所豊田敦特任教授、東京都立大学矢野健太郎教授の研究グループは、世界に先駆けてワサビのハプロタイプレベルでの高精度な全染色体参照ゲノム解読に成功しました。
ワサビは日本原産の香辛野菜であり、日本食文化に欠かせない重要な食材です。近年の和食ブームの影響もあり世界的な需要も増加するなかで、抗酸化作用や癌抑制作用など、機能性食品としても注目されています。今回私たちはワサビの全ゲノムの高精度な解読に成功しました。用いた植物材料は、全国わさび品評会において常に上位入賞し、現在最も市場価値が高い品種‘真妻(まづま)’です。本研究では、次世代シーケンサー(PacBioおよびIllumina,)とHi-Cとよばれる染色体立体配座捕捉法を用いて染色体スケールのアセンブリを行いました。その結果、ワサビは7本の染色体が4組からなる異質四倍体生物であることを明らかにするとともに、7本x4組=合計28本の染色体から構成される合計1,512.1 Mbの配列データを明らかにしました。どのくらい長い配列をつなげられたかを示す指標であるN50の長さは55.67 Mbでした。さらに、リードマッピングと系統解析により、28本の染色体を二組のサブゲノム、更にはそれぞれを二組のハプロタイプの割り当てに成功しました。三種類の方法(Benchmarking Universal Single-Copy Orthologs、Merqury、Inspector)で評価した結果、得られたゲノム配列は高品質で完全性の高いものであることが示されました。今回明らかとなったゲノム配列は、遺伝や進化などの基礎研究、品種改良など農業分野、さらには在来や野生ワサビの保全のための情報整備など、多くの分野での活用が期待されます。
本研究は、日本学術振興会科研費(18K05616、16H06279 [先進ゲノム解析研究推進プラットフォーム(PAGS)])により実施されました。
本研究成果は、日本時間2023年7月11日にNature姉妹誌Scientific Dataのオンライン版で発表されました。
図: ワサビゲノムの特徴
サブゲノム内染色体および間の遺伝子の並びの保存性
Haplotype-resolved, chromosomal-level assembly of wasabi (Eutrema japonicum) genome
Hiroyuki Tanaka, Tatsuki Hori, Shohei Yamamoto, Atsushi Toyoda, Kentaro Yano, Kyoko Yamane★, Takehiko Itoh★ ★責任著者
Scientific Data (2023) 10, 441 DOI:10.1038/s41597-023-02356-z
