公的種子バンクがトウモロコシ品質研究を加速する可能性を示す研究(Illinois study shows public seed banks can fast-track corn quality research)

2025-12-17 イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校

イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校の研究チームは、公開された種子バンク(パブリックシードバンク)と共有データ、高スループット表現型解析を組み合わせることで、トウモロコシ(Maize)の品質関連研究を従来より効率的に進められることを示した。本研究では、米国農務省の遺伝資源センターに保管されている約1,000系統のトウモロコシ近交系を対象に、近赤外分光法と公開ゲノムデータを用いてタンパク質、デンプン、油分などの主要な穀粒組成形質に影響する遺伝領域を特定した。また、既知の遺伝子領域に加えて新たな候補遺伝子も発見し、育種ターゲットの拡大につながる可能性を示した。博士課程学生は、フィールド試験を開始する前に種子バンク情報を活用することで、最も有望な材料を優先的に選べると述べている。この成果は栄養価や加工品質といった形質改良の加速に寄与する。

<関連情報>

平均と分散の異質性遺伝子座はトウモロコシの穀粒構成特性に影響を与える Mean and variance heterogeneity loci impact kernel compositional traits in maize

Yasser M. A. Ismail, Christopher Mujjabi, Marcus O. Olatoye, Stephen Gray, Alexander E. Lipka, Martin O. Bohn
The Plant Genome  Published: 09 October 2025
DOI:https://doi.org/10.1002/tpg2.70131

公的種子バンクがトウモロコシ品質研究を加速する可能性を示す研究(Illinois study shows public seed banks can fast-track corn quality research)

Abstract

Maize (Zea mays) kernel composition is critical for food, feed, and industrial applications. Improving traits such as starch, protein, oil, fiber, and ash requires understanding their genetic basis. We conducted genome-wide association studies (GWAS) and variance genome-wide association studies (vGWAS) analyses using 954 inbred lines from the USDA-ARS North Central Regional Plant Introduction Station collection to identify loci influencing both trait means and variability. We detected 10 significant single nucleotide polymorphisms (SNPs) associated with five kernel traits, some of which colocalized with known genes such as waxy1 and gras7. vGWAS uncovered additional loci not detected by standard GWAS, highlighting its value as a complementary tool. Genomic selection models, including ridge-regression best linear unbiased prediction, reproducing kernel Hilbert space, and random forest, achieved moderate prediction accuracies (0.41–0.55), with parametric and semi-parametric models showing less prediction bias. Although our dataset was derived from unreplicated genebank seed, key findings, particularly for protein and starch, were consistent with results from replicated field trials, supporting the utility of genebank-derived high-quality samples for initial genomic analysis. These results highlight the potential for using existing seed resources and high-throughput phenotyping to identify candidate loci and prioritize traits for future replicated validation.

1202農芸化学
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