ソラマメの寄生植物に対するトランスクリプトームについてPLOS ONE誌に論文が掲載されました

寄生植物(Orobanche foetida)によるソラマメ(Vicia faba)の被害がチュニジアで問題となっています。今回チュニジアの研究者と共同で寄生植物に耐性を持つ系統と持たない系統を使って、寄生植物に感染された条件とされていない条件で、網羅的な遺伝子発現解析をしました。その結果、寄生植物に耐性を持つ系統は、ストリゴラクトン生合成経路の遺伝子発現の調整によって耐性を獲得していることがわかりました。
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今回の論文は私にとって特に思い入れがある研究の一つです。第一著者のAmalとは2017年に知り合い、常に研究プロジェクトの進行を相談しながら進めてきました。2021年に寄生植物に関する集団遺伝学で論文を共同で発表しましたが、知り合った当初から着手していた研究が今回のトランスクリプトームの解析になります。着手してから7年もかかった研究です。その間、サンプル輸送の書類手続きから凍結乾燥サンプルを使ったRNA抽出、ノイズが多いデータのインフォマティクス解析、限られた実験環境での実証実験はとても大変でした。オンラインミーティングで何度も相談しました。Amalの博士号がかかった研究で、常にストレスが大きかったと思います。そのような状況でもAmalは諦めずによく頑張りました。忍耐強く常に何か打開策を見出そうとする強い心を持ち、そんな強い研究者と並走できたことは私にとって貴重な体験になりました。

原著論文はこちら:
https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0301981


2017年にAmalが日本で実験をしていた頃の写真

チームリーダー
市橋 泰範
Yasunori Ichihashi

農業デジタルツインによるグリーントランスフォーメーションについてアグリバイオ誌2024年1月号に掲載されました

新年明けましておめでとうございます。

2024年1月4日に出版されたアグリバイオ最新号の特集の一つに、私たちの研究活動についてまとめた総説論文が掲載されました。農業分野でのグリーントランスフォーメーション(通称、GX)が期待されるなかで、土壌の炭素貯留ポテンシャルを最大限に引き出す「カーボンファーミング」という農業の考え方に注目が集まっています。私たちはマルチオミクス解析という技術を用いてカーボンファーミングの土台となっている農業生態系システムをマルチオミクスデータから解明する研究を行っております。さらに、農業生態系のダイナミクスに基づいた作物の生育予測などを実現するために、農業デジタルツインという予測システムの開発を行っています。このシステム開発では演繹的なプロセスベースモデルと帰納的な機械学習モデルという2つのアプローチの融合を通じて、有用なモデルの構築と社会実装を目指しています。

アグリバイオ 2024年1月号はこちら:
http://hokuryukan-ns.co.jp/cms/books/アグリバイオ%E3%80%802024年1月号%E3%80%80微生物共生系のデータ/

2024年、多くの関係者への感謝とともに、日々の研究開発に邁進したいと思います。
本年もどうぞよろしくお願いいたします。

チームリーダー
市橋 泰範
Yasunori Ichihashi

2023年度理研ハッカソンが開催されます

10月24-27日に理化学研究所神戸キャンパスにて、念願のオンサイトで、2023年度理研ハッカソンが開催されます。
本チームが進めるMSプロジェクトメンバーとともに理研ハッカソンの農学セッションを開催する予定です。事前公開シンポジウムではデータ利活用・応用事例紹介として市橋チームリーダーが講演をします。ハッカソンではこれまで取得した土壌生物性データを使って論文化を目指したデータ解析を進めたいと思います。もしハッカソンに参加したい方は下記のサイトからの事前登録に加えて、私までご一報ください。

理研ハッカソンについて:https://www.riken.jp/pr/events/symposia/20231024_1/index.html

チームリーダー
市橋 泰範
Yasunori Ichihashi

共同研究成果がプレスリリースされました

持続可能な農業のための堆肥-土壌-植物相互作用モデルについての共同研究がプレスリリースされました。
これまで複雑な農業生態系の背後にあるメカニズムについて科学的に理解することが難しかったのですが、本研究や本チームの研究で取り組む「農業生態系をデジタル化して、データドリブンで仮説を立て、実験による検証する」という研究アプローチが有効であることが分かってきました。
今後もこのような研究アプローチから多くの研究成果がもたらされると期待できます。

プレスリリースはこちら:
https://www.riken.jp/press/2023/20230412_1/index.html

原著論文はこちら:
https://www.nature.com/articles/s43705-023-00233-9

チームリーダー
市橋 泰範
Yasunori Ichihashi

葉の多様性から育種について考えてみた。Breeding Science誌に総説論文が掲載されました

トマトと言えば、赤くて丸い果実を思い描く人が大半だと思います。そんなトマトの育種について、葉の発生の研究をしてきた3人の研究者でまとめた総説が発表されました。私たち3人ともアメリカのカリフォルニア大学デービス校のProf. Neelima Sinha研究室で留学の経験があります。時期は異なるので、一緒にアメリカで過ごしてきたわけではありませんが、3人ともトマトの葉の多様性について研究をしてことがあり、一見つながりが見出しづらいトマトの果実と葉について分子レベルで考察をしてみました。トマトの育種について新しい視点を提供できたと自負しておりますので、ご興味のある方はぜひ読んでみてください。

総説論文はこちら:
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsbbs/advpub/0/advpub_22061/_article/-char/en

チームリーダー
市橋 泰範
Yasunori Ichihashi

農業デジタルツインの開発について総説論文がBBB誌に掲載されました

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

稲作の農業生態系のデジタル化プロジェクトが開始します

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

マイクロバイオーム解析をハイスループット化!Scientific Reports誌に論文が掲載されました

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

チームリーダーがプラネタリーヘルスケア・フォーラムで講演します

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

植物の形質転換効率を上げる化学物質を発見!Plant Biotechnology誌に論文が掲載されました

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