農業を取り巻く環境は、作物、微生物、土壌の複雑な関係によって成り立つ生態系です。現在、世界の多くで実施されている農業では、化学肥料や化学農薬を多用し、頻繁な耕起により、農業生態系における有益な相互作用が破壊され、様々な環境問題を引き起こしております。環境に調和する形で持続可能な農業を実現するために、農業生態系の複雑な相互作用の機能的な側面を理解した上で、農業生態系からの利益を最大化する必要があります。そこで私たちは、マルチオミクス解析からのデータを利用した農業デジタルツインの開発に取り組んでおります。本総説では、農業生態系におけるオミクス解析について最近の研究をレビューし、因果探索・モデリング・データ同化を利用した農業デジタルツインの開発について論じております。
また本総説論文は、BBB誌の2023年1月号の表紙に選定されました！
総説論文はこちら：
https://academic.oup.com/bbb/article/87/1/21/6843571?login=false#389051532
チームリーダー
市橋 泰範
Yasunori Ichihashi
長岡技術科学大学を中心とした産学官コンソーシアム（研究代表・小笠原渉教授）が、国立研究開発法人科学技術振興機構(JST)の共創の場形成支援プログラム(COI-NEXT)の地域共創分野・本格型に採択されました。本プログラムでは、“コメどころ“新潟を次世代に引き継いでいくために、新潟県内の豊富な資源やバイオ技術を活用することで、新潟の地に資源完全循環型バイオコミュニティを実現することを目指し、農家や製造業、自治体、金融機関を含む地域のステークホルダーと対話を重ねながら事業を進めてまいります。
本チームでは、稲作の農業生態系のデジタル化を担当します。地域の農家や研究所の協力を得て、圃場の土壌成分や土壌に含まれる微生物などの水稲栽培ビッグデータを収集・解析し、美味しいコメを作るために必要な水稲‐土壌微生物‐土壌の状態を学術的に明らかにします。学術的エビデンスに基づき、おいしい米・持続的な農業に取り組んでいる水田を可視化することで、生産された米のブランディング・マーケティングにつながればと考えております。
プロジェクトのwebsiteはこちら：
http://coi-next.nagaokaut.ac.jp
websiteのhome一番下にある動画をぜひご覧ください！
チームリーダー
市橋 泰範
Yasunori Ichihashi
今回私たちは磁性ビーズを使ったDNA抽出法とエキソヌクレアーゼによるPCR精製を組み合わせることで、従来のマイクロバイオーム解析のライブラリー作成をハイスループット化することに成功しました。
私たちの方法は従来の方法と同等なデータの質を維持しながら、労力とコストを大幅に削減することができ、自動化にも相性が良い手法です。植物マイクロバイオームとして、シロイヌナズナ、ダイズ、イネ、ミナトカモジグサ、アブラナ科植物の根サンプルでの実績があり、土壌マイクロバイオームとして、灰色低地土、黒ぼく土、泥炭、褐色森林土での実績があります。
また民間企業様との共同研究により、今回の論文で発表した方法よりもさらに幅広い土壌サンプルから高精度でDNAを抽出できる技術も開発できております。
シーケンス技術やデータサイエンスの進展に比べて、DNA抽出〜ライブラリー作成といったサンプル前処理は泥臭いマニュアルな工程であり、マイクロバイオーム解析のスケールにおいてボトルネックとなっています。本研究開発は、そのボトルネックを解消してハイスループット化に資するものであり、今後の学術研究ひいては社会貢献に貢献できると期待しております。
原著論文はこちら：
https://www.nature.com/articles/s41598-022-23943-x
チームリーダー
市橋 泰範
Yasunori Ichihashi
本フォーラムは、「健康寿命の延伸」を唱える日本ヘルスケア協会が主催です。医学系の団体が主催するフォーラムで農業関連の話をしてくださいと打診を受けたときは正直驚きました。しかしよくよく話を聞いてみると納得でした。
日本ヘルスケア協会では「野菜で健康推進」「お米で健康推進」「土壌で健康推進」の3部会を持っております。また昨今の地球規模での土壌劣化や温暖化により人類の食や健康が脅かされていることから、人々と地球の健康（プラネタリーヘルス）について学び議論する機会を作りたいという想いから本フォーラムが企画されたとのことです。
招待されている方は、森林総研の藤井先生と産総研の菅野先生です。パネルディスカッションにて先生方と土壌とヘルスケアについて議論します。
医療と農学の融合。いつか着手できたらと思っていたトピックスですが、こんなにも早く考える機会をいただけるとは思っておりませんでした。関係者には感謝の気持ちでいっぱいです。この分野融合は必ず次の潮流になると確信しておりますので、本フォーラムでしっかり学んで、意見交換をしていきたいと思います。
参加登録等の詳細はこちら：
https://planetary-healthcareforum.peatix.com
当日の様子：
https://jahi.jp/未分類/3661/
チームリーダー
市橋 泰範
Yasunori Ichihashi
Frontiers in Plant Science誌にて「Unlocking the Diversity and Potential of Plant Microbiomes in Agroecosystems」という農業生態系に関するリサーチトピックが始まります。エディターの一人として市橋チームリーダーも参加しております。
関連する研究をされている方はぜひ投稿をご検討ください。原著論文でも総説論文でも受け付けております。
アシスタント
南部 真夕
Mayu Nanbu
今年の一般公開は現地参加とオンライン参加のハイブリッド開催となります。
どちらもお子様から大人の方まで楽しめる内容となっていますので、是非ご参加ください！
なお、現地参加は申込みが必要となります。
事前申込受付期間：2022年9月18日まで
理研筑波地区一般公開特設ウェブサイトはこちら：
https://openday-tsukuba.riken.jp/
アシスタント
南部 真夕
Mayu Nanbu
アグロバクテリウムを使った植物形質転換技術は、学術研究から応用研究までよく利用されています。本研究ではヒトの非ステロイド性抗炎症薬であるテノキシカムが植物の免疫システムを阻害することで、植物の形質転換効率を向上する作用を示すことを発見しました。モデル植物シロイヌナズナ及びバイオ燃料の原料であるジャトロファにおいて、テノキシカムにより一過的形質転換効率の向上が確認できました。テノキシカム処理は簡易で安価な方法であり、本研究で試験した以外の植物種への利用も期待されます。
本研究成果は、10研究室の共同研究の賜物です。私が関わった研究の中で最も長期間費やした研究であり、着想から6年以上経って、ようやく世に出すことができました。研究内容は非常にシンプルなものの、この背景で生じた様々な経験により研究者として大きく成長させていただきました。共同研究者の皆様にはこの場を借りて深く感謝申し上げます。
原著論文はこちら
https://www.jstage.jst.go.jp/article/plantbiotechnology/advpub/0/advpub_22.0312a/_article/-char/ja
チームリーダー
市橋 泰範
Yasunori Ichihashi
理化学研究所の研究成果を新たな事業の創出につなげ社会へ還元することを目指した共創活動の一環として、理研イノベーションセミナーが開催されます。
最近の研究動向として、研究成果からの社会還元が強く求められております。また多くの研究者は任期制という社会的な背景もあり、研究者を取り巻く状況は日々速度感が増しております。
一方で、学術研究や基礎研究には多くの時間を要するため、短期的な研究成果に惑わされてしまうことにより、根幹にある研究力の低下が危惧されております。
このような時代の研究者として、どんな行動をすべきか？模索する日々を過ごしておりますが、その解の一つとして、「学術研究段階の研究においても想像力を逞しくて未来ビジョンを描くこと」が大切だという考えに至りました。
本セミナーでの講演では、私が想像する未来について、企業の方と議論してみたいと思います。
理研サイトでの案内
https://www.riken.jp/pr/events/seminars/20220922_1/index.html
理研鼎業サイトでの案内
https://www.innovation-riken.jp/events/seminar14/
アシスタント
南部 真夕
Mayu Nanbu
当チームの成川恵開発研究員が「微小液滴技術を用いた有用微生物スクリーニングプラットフォームの開発」について、ウェビナーで2022年8月4日に講演いたします。
オンチップ・バイオテクノロジーズ社の開発したW/Oドロップレット選抜装置を用いて、農業に応用可能な有用微生物のスクリーニングを行う技術について紹介いたします。
ウェビナーのご登録はこちら：
https://us06web.zoom.us/webinar/register/WN_X2FcnxiwS7-TJLUcT9uJdw
チームリーダー
市橋 泰範
Yasunori Ichihashi
当チームの成川恵開発研究員が理研で活躍する女性研究者としてインタビューを受けました。
彼女の研究に対する熱い姿勢が表れているインタビュー記事になりましたので、ぜひご覧ください。
インタビュー記事はこちら：
https://web.brc.riken.jp/ja/diversity/interview/220802
アシスタント
南部 真夕
Mayu Nanbu