キュウリ品種「ときわ」の高精度なゲノム配列解読

要約

リード長の長いロングリードシーケンサーの利用により、キュウリ品種「ときわ」のゲノム配列を高精度で解読し、新たな遺伝子の発見やマーカー開発により、キュウリの品種育成の迅速化が期待できる。

• キーワード : キュウリ、ときわ、ゲノム、ロングリードシーケンサー、品種育成
• 担当 : 基盤技術研究本部・遺伝資源研究センター・植物資源ユニット
• 代表連絡先 :
• 分類 : 研究成果情報

背景・ねらい

キュウリは、2022年の国内産出額が1,251億円(2022年度農林水産省生産農業所得統計)で、日本の生鮮野菜市場における取引額が3番目に大きい品目となっている。しかし、近年は、高温による結果不良やうどんこ病やの発生などの問題が深刻化しており、このような問題に対処するために新たな品種の迅速な育成が生産現場から求められている。またキュウリを含む野菜のゲノム情報の解読はイネやムギなどの穀物に比べて遅れているため、効率的な品種育成を可能とするDNAマーカー選抜に必要なゲノム情報が不足している。
そこで、本研究では、リード長の長いロングリードシーケンサーを用いてキュウリ品種「ときわ」の高精度なゲノム配列解読を実施し、キュウリのゲノム情報基盤の整備を進める。

成果の内容・特徴

• 「ときわ」は暑さや病気に強く、栽培しやすい品種「霜不知」と、肉質や食味に優れた品種「芯止」の交配によって作られた品種で、栽培しやすく、かつ優れた肉質・食味を有しており、我が国のキュウリの品種育成の素材として広く利用されている(図1)。
• キュウリのゲノムには大量の連続反復配列(タンデムリピート)が存在しており、リード長の短い次世代シーケンサーでは染色体レベルのゲノム配列を再構築することができなかったが、リード長が長く、難解読領域の解読に適したロングリードシーケンサーを利用することにより配列の解読率が向上する(図2)。
• 解読した「ときわ」ゲノムでは、ヨーロッパや中国から公開されたキュウリゲノムでは未解読だった約1億塩基対を5千万塩基対まで減少させ、約2億8千万塩基対を解読することができ、またゲノム中に、新たな1,500以上の遺伝子があることを予測することができるなど、精度・連続性ともに上回る(図3)。

成果の活用面・留意点

• ゲノム配列情報は、https://www.gene.affrc.go.jp/databases- lant_search_detail_en.php?jp=83555p から公開している。
• 得られたゲノム配列情報は、参照ゲノム配列としてゲノムワイドアソシエーション解析や遺伝解析などに利用でき、有用遺伝子座の迅速な同定や選抜マーカーの迅速な設計が可能になる。
• ゲノム中に大規模な逆位や染色体転座を含む海外系統や近縁野生種の解析を行う場合には解析方法の検討が必要である。

具体的データ

その他

• 予算区分 : 交付金、PRISM
• 研究期間 : 2020～2024年度
• 研究担当者 : 内藤健、下村晃一郎、加藤鎌司(岡山大)
• 発表論文等 : Seiko T. et al. (2025) Breed Sci. 75:85-92