ゲノムと環境データから干ばつに強い作物をデザインする

植物環境応答のモデル化に基づく発展型ゲノミックセレクションシステムの開発

(紹介動画)

紹介動画

研究代表者

岩田 洋佳(東京大学 大学院農学生命科学研究科 准教授)

キーワード

ダイズ、干ばつ、形質評価、ドローン、ゲノム、モデリング、シミュレーション、品種開発技術


環境変動下で安定した食料生産を行うには、不良環境での生産性を向上させることが重要です。本研究では、ダイズの乾燥耐性向上を目標に、ダイズ植物体の干ばつ応答をゲノムがもつ遺伝子情報と環境データから予測するモデルの開発と、それに基づく新たな育種システムの構築を目指しました。目標とする形質は収穫時のバイオマスで、マルチオミクスデータを中間形質、あるいは2 次形質として利用して、収穫時バイオマスを精度良く予測するためのモデル化手法の開発を行いました。
まず、鳥取大学の乾燥地研究センターの砂質土壌の圃場で、防水マルチと点滴灌漑を用いた栽培試験システムを確立し、植物体に安定して干ばつストレスを課すことができる栽培技術を開発しました。次に、環境応答のモデル化を行うため、目標形質である収穫時バイオマスの他に、目標形質とゲノム・環境を橋渡しする中間形質(2次形質ともよばれる)を計測する必要がありました。そこでドローンを用いたリモートセンシング技術、根の形態の画像解析技術、蛍光 X 線分析装置を用いて植物体内のイオンや代謝産物を迅速安価に計測する技術など、さまざまな中間形質を計測するための技術開発を行いました。そして、統計モデルや機械学習モデル等の技術を駆使して、成長予測、生育予測等を目的とする各種モデルの開発や遺伝解析を行うとともに、モデルの精度を確認するための実証実験も実施しました。

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