要想加速蘿蔔品種的開發，需要完善基因體資訊。日本東北大學研究生院農學研究科2014年全球率先發布了蘿蔔基因體鹼基序列資訊，爲進一步增加基因體資訊，此次東北大學又帶頭與千葉縣Kazusa DNA研究所和農業食品產業技術綜合研究機構（以下簡稱“農研機構”）蔬菜花卉研究部門合作，以當地品種爲主，分析了全球各地500多種蘿蔔的DNA，明確了全球品種間的差異（SNP：單核苷酸多態性）。
根據遺傳資訊，全球的蘿蔔主要分爲四大類，日本的品種單獨爲一個類別。詳細研究内容預定發佈在國際科學期刊《DNA Research》上，已於2020年3月13日率先發佈於網路版。
利用此次的成果，控制蘿蔔特有特徵（表徵）的基因探索、利用基因體資訊的育種（品種開發），以及識別品種的DNA分析技術開發均有望加速。
蘿蔔是全球廣泛種植的十字花科蔬菜。歐洲等地區主要種植櫻桃蘿蔔，南亞和東南亞種植食用種莢的鼠尾蘿蔔，東亞地區則種植根莖又大又粗的蘿蔔。日本各地都有自己獨特的地方品種，目前已知的地方品種總共達100多種，除了普通的青頭蘿蔔和白蘿蔔外，還有根莖爲圓形的“聖護院蘿蔔”、直徑達30cm的“櫻島蘿蔔”、形狀細長達到2m以上的“守口蘿蔔”、比較辛辣的“辛味蘿蔔”，以及根莖較細、主要食用葉子的“小瀨菜蘿蔔”等。
不過，此前對遺傳上如何決定蘿蔔的這些特徵知之甚少。2014年，以東北大學研究生院農學研究科的西尾剛教授（現爲名譽教授）和北柴大泰副教授（現爲教授）爲中心組成的研究團隊，全球率先發布了青頭蘿蔔的基因體鹼基序列資訊，利用基因體資訊的遺傳學研究由此拉開帷幕。之後又有多家研究機構公開精度更高的基因體鹼基序列資訊。
但除青頭蘿蔔以外，其他品種的基因資訊無論是品種和品系數量還是資訊量都非常少。要想找出決定形狀和成分等差異的基因和決定不同品種特徵的基因，需要透過大範圍的染色體（全基因體）明確在很多蘿蔔品種和品系之間存在差異的龐大SNP（單核苷酸多態性）。近年來，隨着新一代測序儀的出現和利用測序儀的分析技術的隊形變換，已經可以迅速明確基因體資訊，因此研究團隊以全球的蘿蔔爲物件，實施了全基因體SNP分析。
研究成果
1．以世界各地種植的蘿蔔（Raphanus sativus L.）的品種、野生品系，以及與R. sativus爲近緣的其他野生品種（R. raphanistrum和R.maritimus）共約500種爲物件，明確了染色體上約53,000個位置的SNP（圖1）。分析的蘿蔔品種和品系數量爲史上最多，檢測出的總SNP數量約爲2,100萬，也是全球最多的。
圖1：檢測出的SNP在染色體上的分佈
用紅色顯示了約53,000處SNP中的一部分的位置。Rs1~Rs9表示染色體編號。
2．整理這些數量龐大的資訊，以研究人員和品種開發人員方便利用的形式構建了資料庫。預定近日在Kazusa DNA研究所營運的網站http://radish.kazusa.or.jp上公開。
3．根據此次研究明確的遺傳資訊進行品系解析，應答了以下兩點。
1）約500個品種和品系根據地理分佈主要分爲四類。日本的品種和品系與東亞（中國和韓國）不同，形成了獨自的類別（圖2）。
圖2：根據SNP資訊分析的各品種的遺傳分佈（主座標分析）
各圖分別顯示了品種，在計算的遺傳位置轉列。綠色表示源自日本的品種和品系，形成了一個單獨的類別。
2）日本的蘿蔔以前一直被認爲是經由中國和韓國傳入的。但此次解析發現可能存在新的傳播途徑，即經由南亞和東南亞傳入西南諸島和南九州，然後傳播到日本國内。
未來展望
1. 蘿蔔的根莖形狀和大小多種多樣，不同品種的根莖顏色（白色、紅色、紫色、黑色等）和辛辣程度也不同。除根莖以外還有食用種莢的蘿蔔，既有種莢很小，種數量很少的類型，也有種莢長達20cm以上的蘿蔔。此外還有根莖較細，食用葉子的葉蘿蔔。有播種後很快（30天内）就開花的品種，也有播種後200多天才開花的品種。不同的品種和品系各有自己的特徵。
利用此次的研究成果，有望加速探索控制這些特徵（表徵）的基因。另外，還有助於加速利用基因體資訊的育種（品種開發）。
2. 此次研究明確了大量品種的龐大數量SNP，由此可提供用來對地方品種等進行品種間識別和品種鑑定的基因資訊。今後有望促進使用SNP資訊的識別和鑑定分析技術的開發。
3. 據說日本的地方品種超過100種。利用此次的SNP資訊，可以明確地方品種的詳細親族關係。另外，明確了獨特性的地方品種作爲遺傳資源的重要性也將增加。應該可以利用這項成果的資訊建立遺傳資源的維護指標。
4. 受《生物多樣性公約》的《名古屋議定書》侷限，現在很難獲得海外各國和地區的遺傳資源。因此，各國和地區透過以與此次研究相同的方式分析當地自古以來就有的蘿蔔品種和品系，並結合本次成果的資料進行解析，能更準確地查清全球蘿蔔的傳播路徑。
題目：Identification of genome-wide single-nucleotide polymorphisms among geographically diverse radish accessions
期刊：《DNA Research》
DOI：https://doi.org/10.1093/dnares/dsaa001
日語發表原文
文：JST客觀日本編輯部
