遺伝子バンクという言葉を聞いたことがありますか?世界中の作物サンプルの貴重なコレクションです。バナナの組織培養など特定の作物に特化した遺伝子バンクもあれば、種子や標本の保管方法(畑や植物体内など)に特化した遺伝子バンクもあります。 ビトロ.
これらの組織は、将来の世代のために作物の多様性を長期的に保全することに尽力すると同時に、現在の世代が作物を利用できるようにすることも目指しています。つまり、これらのコレクションは単に植物材料を保管するだけでなく、研究者、育種家、自然保護活動家がその材料を見つけ、要求し、利用できるようにする役割を果たしているのです。これらのコレクションには、農業生物多様性の保全、植物育種、世界の食料安全保障などに関する多くの答えと疑問が秘められています。
ほぼあります 世界中に約900の遺伝子バンクがあり、約5.9万点の個々のコレクション(または登録標本)を保管している。そのうち2万点以上はヨーロッパだけで保存されている。

これらの貴重なコレクションは素晴らしい資源であり、それらを収集・維持し、活用するためには、絶え間ない労力と資源が必要です。植物の実物標本に加え、遺伝子バンクは各標本に関連付けられたデータの収集、整理、管理も行う必要があります。そうすることで、これらのコレクションを適切に分析できるようになります。現在では、植物の遺伝子、形質、生化学的構成を記述するのに役立つゲノミクス、フェノミクス、メタボロミクスなどのアプローチから得られる、ますます豊富になる「マルチオミクス」データも含まれるようになっています。これらのデータを遺伝子バンクの標本にリンクさせることで、研究や植物育種におけるその価値を大幅に高めることができますが、同時にデータ管理、標準化、長期利用において新たな課題も生じます。
園芸店で植物を購入したことがある方なら、ラベル、バーコード、または植物パスポートコードが植物に付いていることに気づいたことがあるかもしれません。これらの情報は、植物の種類と原産地を特定するのに役立ちます。遺伝子バンクでは、「パスポートデータ」は同様の役割を果たしますが、規模ははるかに大きくなります。各登録植物は、発見、共有、利用される前に、その識別情報、原産地、収集履歴、入手可能性に関する信頼できる記録が必要となります。
デジタル植物学特集号のために、Botany Oneはインタビューを行いました。 ステファン・ヴァイゼ博士 植物遺伝資源の欧州検索カタログを調整しているのは誰ですか(ユーリスコ)、ヨーロッパ全土の400以上の研究機関から寄せられた数百万件の登録データを提供する情報システム。
ご自身の経歴と、遺伝子バンクのデータ管理およびEURISCOの調整における現在の役割について、簡単にご紹介いただけますか?
私はライプニッツ植物遺伝学・作物植物研究所(IPK)の遺伝子バンク文書化研究グループの責任者です。当研究所はドイツ連邦 現場外 農業・園芸作物遺伝子バンク。私の専門は情報技術です。ビジネス情報技術を専攻し、統合バイオインフォマティクスで博士号を取得しました。博士論文では、生命科学データの統合と品質向上に重点を置きました。これらのテーマは、その後、私の日々の業務においてますます重要になっています。
2014年、私は欧州植物遺伝資源協力プログラム(ECPGREURISCOは、450以上のヨーロッパの研究所および近隣諸国で保有されている植物遺伝資源(PGR)の収集情報に関する中央アクセスポイントを提供する情報集約システムです。
これには照合が含まれます パスポートデータ そして、ある程度は、植物の高さ、種子の色、病害抵抗性などの観察可能な形質といった表現型の観察結果が、 二百万 現場外 アクセッションと 現場の EURISCOは、43か国から収集された作物野生近縁種(CWR)の個体群を網羅しており、各国の熱心な研究者との協力のもと、定期的に更新されています。各コレクションの規模は、数百から10万を超えるサンプルまで多岐にわたります。EURISCOは、研究や育種に利用可能な植物材料に関する重要な概観を提供しています。

あなたの視点から見て、現在、野外での遺伝資源の収集と初期ラベル付けから、登録、パスポートおよび特性データのキュレーション、許可証の文書化、最初のデジタル記録の作成、そして最終的にEURISCOへのデータ登録に至るまでの過程において、主なボトルネックとなっているものは何ですか?
利用可能なデータが多く、かつ質が高ければ高いほど、研究や育種に活用できる植物遺伝資源の質も向上します。しかし、多くの機関では時間と人員が限られているため、データ活用は当然ながら後回しにされがちです。データ管理者の視点から見ると、これはパスポートデータと表現型データの両方が、本来望ましいレベルまで利用できないことが多いことを意味します。特に、表現型データの収集と整理は通常、非常に多くの労力を要します。これは当然、EURISCOで利用可能なデータにも影響を与えます。

遺伝子バンクのデータは、ここで強力であると同時に困難な側面も持ち合わせます。単一の記録から、作物の系統が何であるか、どこから来たのか、どのような性質を持つのかを知ることができます。しかし、数百もの機関にわたる記録を比較するには、データが完全で正確かつ最新のものであり、他のシステムが理解できる形式で記録されている必要があります。このような多様で変化に富んだデータセットをEURISCOのような中央データベースに統合する際の主な課題と将来の展望は何でしょうか?系統レベルのデータが広く利用可能で高品質であると同時に、標準化され相互運用可能であることを保証するために、どのような改善が可能でしょうか?
課題としては、例えば、EURISCOにまだ登録されていないコレクションに関するデータの欠落部分を補うことや、提供されるデータの質を向上させることなどが挙げられます。データ品質には、完全性、正確性、最新性といった側面が含まれます。私のグループは現在、これまでよりも迅速かつ包括的に品質上の問題を特定し、それによってデータ品質を段階的に、かつ的確に向上させるための指標フレームワークの策定に取り組んでいます。
もう一つの重要な課題は、データの比較可能性です。パスポートデータの分野では、データ標準が確立され、広く受け入れられています。しかし、表現型データに関しては、交換フォーマットは存在するものの、メタデータを含め、そのようなデータの収集を規定する広く採用された標準はありません。作物固有の提案や推奨事項は多岐にわたりますが、実際には、これらは個々のジーンバンクの特定の要件に合わせて調整されていることが非常に多いです。このため、データの比較可能性が制限され、さらに、システムのユーザーにデータを明確かつ魅力的な形式で提示することが非常に困難になっています。今後は、実験者やデータ提供者の意識を高め、既存の推奨事項にさらに厳密に従うよう説得するための努力を強化する必要があります。同時に、多くの困難を伴うにもかかわらず、既存のデータを相互に関連付けるための新しい方法を検討する必要があります。これはまた、植物遺伝資源(PGR)データがFAIR原則(Findable、Accessible、Interoperable、Reusable)にさらに準拠することを保証するのにも役立ちます。

遺伝子バンクの未来は、種子や植物材料を保存するだけにとどまりません。ますます、それらの物理的な資源を、遺伝子データ、形質データ、画像、観察結果、由来、入手可能性、分析ツールといったデジタル情報レイヤーに接続していくことが重要になってきています。 あなたが最近執筆した論文 ドイツ連邦体外遺伝子バンクの歴史と使命について述べられた中で、同バンクが「バイオデジタルリソースセンター」へと移行していく過程について説明されています。この概念について、またそれが実際的、戦略的にどのような意味を持つのか、詳しくご説明いただけますか?
数年前、IPKは遺伝子バンクを段階的にバイオデジタルリソースセンターへと変革することを決定しました。具体的には、種子、組織、DNAサンプルなどの生物学的材料と包括的なデジタルデータアーキテクチャが密接に連携した、統合的な科学技術インフラへと遺伝子バンクを変革することを意味します。私の研究グループもこの変革の一翼を担っています。
これは、既存のデータを包括的に整理し、さらなる情報を加えることで、より高いレベルへと引き上げることを意味します。さらに、遺伝子型データなどの他のドメインからのデータも、従来の遺伝子バンクデータと連携させながら、ますます活用されるようになっています。こうした統合されたデータを視覚化・分析するためのツールも開発されています。これらすべては、植物遺伝資源をより効果的に記述し、研究や育種目的での利用を最適化するために行われています。

遺伝子バンクのデータと、現地保存施設、野外収集、植物標本館、保全・復元種子バンクなど、他の種類の植物コレクションから得られる情報との連携を強化する計画はありますか?そのような統合を実現するために、技術的および制度的に何が必要でしょうか?
例えば、ECPGRの下では、数年前からEURISCOアグリゲーターシステムを拡張する作業が開始され、 現場外 コレクションとして保存されている資料も記録できるようになりました 現場の CWR [作物の野生近縁種] 集団。これは他の保全タイプにも拡張できます。IT の観点からは、これは妥当な労力で実現可能です。さまざまな分野の情報をリンクする場合も同様です。ただし、ここでの大きな課題は、統合とリンクが不可能な一意の識別子 [異なるシステムからのレコードが同じアクセッションを参照できるようにする安定したデジタル ラベル] を一貫して使用することです。これには、次のような技術的な解決策があります。 DOI 植物遺伝資源に関しては、残念ながら、世界的に見て望ましいほど活用されているとは言えないのが現状です。さらに、主要な保全ネットワークの協力が不可欠であり、必要なデータの収集と提供体制を整える必要があります。

ステファンさん、素晴らしい議論と、遺伝子バンクとそのデータの将来についての考えを共有していただき、ありがとうございました!これらの作物コレクションを保存・共有し、各系統について可能な限り幅広い高品質のデータを提供することは、研究者、農家、育種家、そして最終的には消費者に多様性を提供し、より持続可能で生産性の高い農業システムを構築する上で不可欠です。EURISCOとその遺伝子バンク、野生植物集団、表現型特性に関するデータの統合に向けた取り組みは、まさにこの方向への大きな一歩と言えるでしょう。
遺伝子バンクはしばしば作物の多様性の宝箱と表現されるが、このインタビューが示すように、その宝物は人々がそれを見つけ、理解し、他の情報と結びつけることができて初めて役に立つ。隅にひっそりと佇むこの小さな植物は、より耐性の高い作物の育種に役立つだろうか?干ばつ、病害抵抗性、栄養価といった有用な特性を持っているだろうか?すでに十分に記録されているのだろうか、それともまだ利用に必要なデータが揃うのを待っているのだろうか?
だからこそ、EURISCOのようなデータベースが重要なのです。これらのデータベースは、何百万もの保存された作物系統を、研究者、育種家、そして自然保護活動家が実際に検索、比較、利用できる形に変えるのに役立ちます。また、デジタル植物学がなぜ大変な作業なのかも明らかにします。課題は、植物材料を保存するだけでなく、他の誰かが、どこか別の場所で、それが何であり、なぜ重要なのかを理解できるように、十分に明確に記述することなのです。
ですから、もし数分お時間があれば、 EURISCOを自分で調べてみてください。米、小麦、ジャガイモ、豆類など、普段よく食べる作物を検索してみてください。保有されている系統数、原産地、利用可能な情報などを確認してみましょう。グラフや記録は一見シンプルに見えるかもしれませんが、その背後には作物の多様性を容易に把握できるようにし、農業、食料安全保障、植物科学の未来の選択肢を広げるための、大規模な国際的な取り組みがあります。
続きを読む:
ワイズS, ブラットナーFR, ベルナーA, ら. 2025. ドイツ連邦農業・園芸作物遺伝子バンク ― 保全、活用、そしてバイオデジタルリソースセンター構築に向けた取り組み。 遺伝資源:91-105。 https://doi.org/10.46265/genresj.gydy5145
ゲストライター
フィリッポ・グッツォンは、種子生物学と遺伝子バンク管理を専門とする植物生物学者であり、民族植物学にも関心を持っている。彼はヨーロッパ、ラテンアメリカ、南太平洋の様々な組織と協力してきた経験があり、現在は英国キュー王立植物園のミレニアム種子バンクに勤務している。
スペイン語訳:フィリッポ・グッツォン
表紙写真: IPK ライプニッツ研究所 / A Kartsen.
6月24日に更新されました。
タイトル 2万件の作物登録を管理する方法 これは400のコレクションから集められた2万点の収蔵品である。