少しずつ涼しくなり、秋冬野菜の作付けによい準備ができたのではないかと思います。また、気温だけでなく、ここ最近の長雨のおかげで、水源にも水がたまったのではないかと。気温も下がり、水源に水があれば、一時期より、ずいぶん秋作、冬作は安定するのではと。

　一昨年が基礎ゼミを昨年から展開ゼミをやっています。一昨年の基礎ゼミでは、発表会で4名の学生さんたちが高く評価されたのがきっかけで、昨年からの展開ゼミに。基礎ゼミでは、20名でしたが、展開ゼミでは30名を超えて、結構、大変でした。ということで、今年度は、シラバスにも書きましたが、20名限定にしました。受講を希望する学生は、必ず渡辺にmailで連絡して下さい。これが守れない学生は、受講できません。シラバスを読むことの重要性と理解して下さい。

　さて、この展開ゼミでは、冷涼な気候を活用して「秋冬野菜を盆栽として育ててみよう--栽培を通して、観察眼を養い、栽培の大変さも理解してみよう--」というタイトルで。ハクサイ、カブ、キャベツなど食べてもおいしい野菜の栽培を通じて、植物の生長に伴う変化、栽培の苦労、文章力、プレゼン力などを養って頂ければと思います。先述の通り、希望される学生は、学部、学籍番号、名前、抱負などを書いて、渡辺までmailで送って下さい。なお、TGLプログラム指定科目になっているとともに、高大連携事業に関わる公開授業実施として行われ、高校生も受講する予定です。

　ということで、受講希望者は、

　(0) 渡辺にmailで連絡をして、何番目の希望者であり、受講可能という連絡を受けていること
　(1) 初回の講義実施場所にきちんと参加できること
、(2) シラバスの内容を熟知して、作物を積極的に管理、栽培使用としてみる心意気のある方
　(3) その講義で学んだことををゼミなどで報告できること

　　を参加の必要条件にしたいと思います。

　ので、希望者は、渡辺まで、学部、学籍番号、名前、抱負などを記して、mailでお知らせ下さい。

　なお、初回の講義実施場所は、片平キャンパス・生命科学研究科本館3階306会議室とします。
　また、初回の開講日は、平成27年10月8日(木)に上記の場所に、17:00集合とします。

　ということで、金曜日の5コマ目ということで、大変だと思いますが、われこそはという方、トライしてみて下さい。なお、一昨年の基礎ゼミ、昨年の展開ゼミの活動内容は、HPのここから見ることができるようにlinkを入れてありますので。また、このHPを見るのが先か、あるいは、川内の掲示板が先か、わかりませんが、川内の掲示板にも、このHPからも情報発信をすることを掲示してもらうようにしましたので。

　では、10月8日(木)にお会いできることを楽しみにしております。


　わたなべしるす

　PS. 出前講義、科学者の卵などで、これまで渡辺の講義を聴いたことがあって、このHPを見て折られる方。また、不思議なご縁でご一緒できれば、幸いです。

　PS.のPS. シラバスを見落としていたという方もいるかも。と思いまして、以下に記しておきます。

<展開ゼミ・シラバス>

1. 授業題目 秋冬野菜を盆栽として育ててみよう--栽培を通して、観察眼を養い、栽培の大変さも理解してみよう--

2. 授業の目的と概要 　毎日の食生活に欠かせない野菜。こうしたものは、スーパーなどで簡単に入手できる現代となっている。では、実際にそれらを栽培してみることは、できないのだろうか。また、栽培するためには、どの様な苦労があるのだろうか。また、できた野菜を食べるときの感動はどの様なものであろうか。小学校から高校までの生物教育などでは、多くの場合、食べることができないような植物を扱うことが多く、実際の作物を栽培して、自分で食するという経験が少ない。また、作物栽培するということは、「しゃべること」をしない作物が何を求めていて、何を施すこと、つまり、水、肥料などをやればよいか、その変化の様子を読み取ることが重要である。本講義では、作物(キャベツ、カブ、ブロッコリー、ホウレンソウ、ニンジンなど)を実際に個人ベースで盆栽として植木鉢で栽培し、作物の変化を通して、観察眼を養い、他の科目、教科への波及効果も考える。

3. 学習の到達目標 植木ばち、盆栽で栽培が可能な作物(キャベツ、カブ、ブロッコリー、ホウレンソウ、ニンジンなど)の種子、土を配布し、発芽、生長、結実までを体験、観察する。その間に起きる変化を観察、記録するとともに、最終的な収穫物を得るところまで、実際に各自が栽培を行う。こうした実験・観察を通じて、何を観察すればよいのか、どの様に変化しているのかという、観察眼を養成する。理系であれば、実験を行ったときの小さな変化を気がつくきっかけとなる。文系であっても、事象の変化に気がつき、それに対応したことを考えることは、どの分野でも重要と考えることから、観察眼の養成を学習の達成目標とする。

4. 授業内容・方法と進度予定 受講人数はゼミ形式ということから、20名とする。受講生対象としては、学部1年生を希望するが、2, 3, 4年生でも受講可能とする。受講を希望する学生はあらかじめ、e-mailで渡辺(nabe@ige.tohoku.ac.jp)まで、受講希望ということについて、学部、学年、学籍番号、氏名を連絡すること。この連絡がなく、当日、初回講義場所に来ても受講できないことに注意する。渡辺がmailを受け取ったあと、何人目の申込者であったかを受講生に回答し、20名まで受講生とする。受講生に制限を設けるのは、プレゼンテーションなどの指導が行き届かないことによる。また、受講生の申込が始まったこと、規定の人数になったことは、渡辺の研究室のHP(http://www.ige.tohoku.ac.jp/prg/watanabe/)から情報発信を行うので、希望する学生は注視しておくこと。
　初回講義の実施場所は、片平キャンパス・生命科学研究科本館3階306会議室で行う。初回の開講日は、平成27年10月8日(木)とする。その時に、オリエンテーションを行い、あわせて、栽培に必要な、植木ばち、種子、土、肥料を配布し、2回目以降の講義の方向性を討論し、概説する。栽培は基本、各自が毎日、目が届く場所(例えば、自宅)で行う。日々の観察を行い、記録し、中間発表で生長の具合などをプレゼンする。栽培の基本的なことは、これまでの小学校から高校までの理科での学習を通じて理解している(水、空気、適当な気温が必要)はずなので、作物種ごとの栽培に必要な基本情報は最初のオリエンテーション時に配布する。最終的にどの様な結果になったか、観察過程でどの様なことに気がついたかなどを、最終発表会で行う。なお、これらを通じて得られた作物などの成果物は各自のものとする。

5. 成績評価方法 講義への出席も重要であるが、栽培を通してどの様な変化に気がつくようになったのか、という観察眼の養成程度もプレゼンを通じて、評価する。出席・レポート報告30%、中間発表30%、最終発表40%とする。なお、最終発表の評価には、本講義を通じて得られた作物などの成果物も対象とする。

6. その他 初回講義の実施場所は、片平キャンパス・生命科学研究科本館3階306会議室で、平成27年10月8日(木)に行う。受講人数は上記の通り、20名とする。オフィスアワーについては、アウトリーチ活動などで、出張が多いことからe-mailであらかじめ、質問事項などを連絡してください。特に、時間を設定しません。HPのURLは、http://www.ige.tohoku.ac.jp/prg/watanabe/です。
　研究室に継続している時間帯は決まっていません。共同研究、出前講義等で年間の半分くらいは出張しています。なので、あらかじめ、メールで、用件などを連絡して、訪問する日時の調整を行いたいと思います。e-mail addressを打ち間違えると思うような場合には、渡辺の研究室のHP(Googleで、東北大　渡辺正夫　で検索すると、出てきます。)のお問い合わせから、連絡して下さい。基本、メールは数時間に1回は見ていますので。

7. オフィスアワー あらかじめ、訪問、問題点などをメールで知らせて下さい。

8. 研究室 大学院生命科学研究科植物生殖遺伝分野

9. 備考(連絡方法等) 　研究室に継続している時間帯は決まっていません。共同研究、出前講義等で年間の半分くらいは出張しています。なので、あらかじめ、メールで、用件などを連絡して、訪問する日時の調整を行いたいと思います。e-mail addressを打ち間違えると思うような場合には、渡辺の研究室のHP(Googleで、東北大　渡辺正夫　で検索すると、出てきます。)のお問い合わせから、連絡して下さい。基本、メールは数時間に1回は見ていますので。

　この緊急告知も、この記事で最後。4つ前のニュース記事に書いたとおり、仙台放送ニュースアプリ「東北大コラム」に「遺伝学から見た食卓革命」と題した研究紹介を8月17日(月)～21日(金)で行うことになりました。お盆明け早々からになりますが、休み明けで、疲れた脳みそには、こんな野菜、果物の話で潤うのが。。。そんな掲載記事も、この5回目で終了。告知記事なので、実際の記事掲載よりも10日ほど前に書いているので、順調に、記事が掲載されることを祈りながら。。。

　他の先生方の「東北大コラム」を拝見すると、以外と短い。。。。最初の設定で、かなり書いてもOKと言うことでついつい。。。特に、この最終回の自殖と他殖という問題は、渡辺が30年近く研究を行っている「自家不和合性」ともdeepな関係。ということで、携帯端末からは、さらっとしかわからない「しかけ」の部分を、或いは、歴史を少し詳しく書いておきました。参考になればと思います。ということで、そんな部分については、渡辺のHPとの連動企画としました。【補足】という項目をつけて。。。　第5回は「農作物の自殖と他殖」。【補足】欄は【補足-1】「農耕の始まりと栽培化・進化」、【補足-2】「アブラナ科植物の自家不和合性の分子メカニズム」、【補足-3】「アブラナ科作物における自家不和合性を利用した一代雑種育種法」と題して。なお、この記事の掲載は、8月21日(金)、10:00を予定しています。

　【補足-1】農耕の始まりと栽培化・進化

　本編で示したダーウィンの著書「The effects of cross and self fertilisation in the vegetable kingdom」のように記録として残っている訳ではありませんが、人類が農耕を始める過程においても野生の他殖性植物を自殖性植物に適応させることが、栽培化のキー(鍵)だったと考えられています。実際、野生トマトは他殖性ですが、現在栽培されているトマトは自殖性です。なぜ、栽培化の過程で、他殖性よりも自殖性のものが選抜されることになったのでしょうか。他殖性は本編に記したとおり、遺伝的多様性を保つ上では有利ですが、人間が農作物として栽培するためには不便な点が多いのです。他殖性のままだと、他個体から花粉が来るときは良いですが、来ない時はまばらにしか結実しません。自殖性であれば、自己花粉で確実に結実するため、品質の揃った果実を確実に得ることができます。このような理由から、自殖性のものが選抜されてきたのだと考えられています。つまり、一連の栽培化過程においても、ダーウィンが発見した「ヒーロー」のような個体が出現したことは容易に想像できます。しかしながら、それらは過去の「進化」の過程であり、現在、その証拠を見ることはできていません。栽培化・品種改良というのは第3回でお話した通り、特定の方向に強力な選抜をかけることから「進化」の一側面だと言うことができます。

　【補足-2】アブラナ科植物の自家不和合性の分子メカニズム

　自家不和合性を持つ植物は、脳や神経等がないのにも関わらず、どの様にして花粉の自己・非自己花粉を識別しているのでしょうか。著者らは、30年近くアブラナ科植物のハクサイ・カブなどを材料として、自家不和合性の仕組みにどのような遺伝子が関係しているのかを研究してきました。その研究の中で、アブラナ科植物の花(雄しべと雌しべ)には自家不和合性現象を制御する遺伝子が存在し、その遺伝子が決定(コード)しているタンパク質の働きによって、雌しべが花粉の自己・非自己を識別している、ということを解明してきました。この遺伝子を総称して「S遺伝子」と呼びます。第1回でお話しましたように通常の遺伝子は優性と劣性の2種類の遺伝子(正確には対立遺伝子)を持っています。それに対して、S遺伝子の場合には、S1, S2, S3, ....., Snのように、3つ以上の対立遺伝子が存在します。ハクサイ・カブの仲間では30種類以上、キャベツ・ブロッコリーの仲間では100種類程度のS対立遺伝子が同定されています。これまでの自家不和合性の説明では、自家受粉の時に自家不和合性が生じる、とお話してきましたが、実際には花粉側と雌しべ側が持つS対立遺伝子の番号が同じ時に自家不和合性現象が生じます。つまり、別の個体であってもS対立遺伝子の番号が同じなら(例えば、どちらもS1なら)、その個体同士での受精は起こりません(図5)。

　では、自家不和合性を引き越す「雌雄のS因子」とはどの様な遺伝子なのか、もう少し詳しく説明していきましょう。アブラナ科植物のS遺伝子座上には花粉側S因子であるSP11という遺伝子が存在しています。これは、アミノ酸数では50くらいの小さなタンパク質をコードしています。一方、雌しべ側S因子はSRKと言う遺伝子で、SP11の受容体となる大きなタンパク質をコードしています。これらの遺伝子からできたタンパク質SP11とSRKは、鍵と鍵穴のような関係性を持ち、同じS対立遺伝子の番号を持っている時のみ結合することができるという性質があります。例えば、S1に由来するSP11-1とSRK1はS対立遺伝子の番号が同じなので結合できますが、SP11-1と他のS対立遺伝子由来のSRK2, SRK3, ....., SRKnは結合できません。この性質を利用して、雌しべは花粉の自己・非自己を認識できるのです。
　
　以上を踏まえて、アブラナ科植物の花で自家不和合性反応が起こるまでの分子機構を改めて見ていきましょう。まず自家受粉の場合(S1花粉がS1の雌しべに受粉することを想定)、花粉が雌しべの先端についた時、花粉表面に付着している花粉側S因子SP11-1は雌しべ表面に遊離され、雌しべ細胞表面に存在する雌しべ側S因子SRK1と結合します。この時、SRK1は自身の立体構造を変化させ「同じS番号の花粉が来た」という情報を雌しべ細胞内に伝達します。結果、S1花粉管をS1雌しべ内に侵入させない機構が働き、結果として、受精が抑制されます。一方、他家受粉の場合は(S2花粉がS1の雌しべに受粉することを想定)、花粉側S因子SP11-2(S2を持つ)が雌しべ側S因子SRK1とは結合できないため、細胞内への情報伝達が起こりません。結果、S2花粉管は正常にS1雌しべ内に侵入し、受精に至ります。このSRKを介した情報伝達の下流には、他にもいくつかの情報伝達因子が必要だと考えられています。しかしながら、現在のところSRK直下のMLPKというタンパク質以外、未解明です(図5)。こうした著者らの一連の研究成果は世界的にも高く評価され、国際科学雑誌「Nature」にも、その成果が発表されてきました。


　【補足-3】アブラナ科作物における自家不和合性を利用した一代雑種育種法

　この自家不和合性現象は植物の遺伝的多様性を高めるという植物自身の機能としても重要ですが、農業種子生産の現場でも利用されています。アブラナ科作物であるハクサイ・キャベツ・ダイコン等が、第3回で記した「一代雑種育種法」で品種改良される際、この現象が有利に働くのです。まず、ある隔離された場所に、S1とS2をそれぞれ持った両親系統を植えておきます。この両親系統は雑種強勢(第3回補則参照)などが現れる、選ばれし系統です。そこに花粉媒介を行うミツバチを放し、外の環境に出さないようにします。すると、ミツバチの働きによってS1の花粉はS2の雌しべに、S2の花粉はS1の雌しべに運ばれ、それぞれ受精が起きます。自己花粉では自家不和合性現象が働きますから、S1同士、S2同士で受精が起こりません。すると、大量の人手をかけることなくS1S2という雑種種子が、全ての個体から採種できます。

　第3回では詳細を述べませんでしたが、1つの花で大量の種子を得ることができるウリ科作物のような場合は「手交配」でも充分な量の雑種種子を生産する事が可能です。しかし、アブラナ科植物のように1花で2～20粒程度しか種を得られない作物では、「手交配」での雑種種子生産はコスト高になってしまいます。そのため、この自家不和合性形質を利用して採種効率を上げているのです。先述した「隔離された場所」の身近な例としては、宮城県の松島が挙げられます。1つの島の中に、先のようにS1, S2という決まった系統のハクサイ等を植え、その島の中の訪花昆虫により花粉を媒介させ、S1S2という雑種種子を得ます。この時、虫が島の内外へ出入りすることが予想されますが、昆虫は人間とは異なり紫外線波長域の光を見ることができるため、海の色は真っ黒く見えるそうです。そのため、媒介昆虫が海から外に出ることはないとされています。

　連動企画も、ここで終わり。次はまたちがった形式で、みなさんとお目にかかるのを楽しみにしています。


　わたなべしるす

　PS. コラムを読むためには、無料の仙台放送ニュースアプリのダウンロードが必要となります。詳細については、仙台放送ニュースアプリのHPを携帯端末でご覧下さい。

　

　3つ前のニュース記事に書いたとおり(すでに渡辺のtop pageから消えてしまっていますが。。。)、仙台放送ニュースアプリ「東北大コラム」に「遺伝学から見た食卓革命」と題した研究紹介を8月17日(月)～21日(金)で行うことになりました。お盆前の急ぎの対応で。。。物事には、旬がありますので。こんなことも大事なことだなと。。。

　渡辺は、未だに「ガラケー」という昔ながらの端末を使っています。理由は簡単。軽いこと。電話の機能しか使ってないこと。見るなら、パソコンくらい大きな画面で、キーボードがないと。。。という理由で。ただ、携帯端末で読みやすい原稿量というのがある関係上、deepに知りたいと思われる項目などについては、渡辺のHPとの連動企画としました。【補足】という項目をつけて。。。第4回は「食卓に並ぶ農作物のクローン技術」。【補足】欄では、「多様な柑橘品種の育成」を取り上げました。冬から春にかけての出前講義などで愛媛県に行くことがありますが、そんな時に、道の駅のような所には、渡辺が子供頃には聞いたことがなかったようなカンキツの種類がいっぱい。そんなお話しを。。。なお、この記事の掲載は、8月20日(木)、10:00を予定しています。

　【補足】多様な柑橘品種の育成

　果樹の育種、繁殖においては、本編でのリンゴの話だけでなく、近年頻出している多様な柑橘品種を見て頂ければ、同様に理解できるのではないかと思います。20～30年前であれば、市場に出回っていた柑橘品種は温州ミカン・伊予柑・ハッサク程度でした。しかしながら、今や、伊予柑・ハッサクといった皮がむきにくい・酸味が強い品種に変わり、温州ミカンのように皮がむきやすい上、食味が優れた品種が多く登場してきました。例えば、不知火(デコポン)・紅まどんな・甘平・媛小春・せとか・はれひめのような新品種が、優れた両親形質を引き継いだ雑種として育種されています(図5)。東北地方や宮城県内では、あまり見かけない品種もありますが、柑橘類生産量日本一の愛媛県では、少しずつ市場に出回り始めている品種です。元々あった柑橘の木に新品種の枝を高接ぎすることによって、多様な新品種の更新が短時間で可能となっているためです。今後、生産量の増加によって、東北地方にお目見えする品種も増えて来るのではと思います。


　わたなべしるす

　PS. コラムを読むためには、無料の仙台放送ニュースアプリのダウンロードが必要となります。詳細については、仙台放送ニュースアプリのHPを携帯端末でご覧下さい。

　

　2つ前のニュース記事に書いたとおり、仙台放送ニュースアプリ「東北大コラム」に「遺伝学から見た食卓革命」と題した研究紹介を8月17日(月)～21日(金)で行うことになりました。ちょっと、緊急なことで、ばたばたの対応ですが。。。

　携帯端末で読みやすい原稿量というのがある関係上、deepに知りたいと言う項目などについては、渡辺のHPとの連動企画としました。【補足】という項目をつけて。。。第3回はすごい「トウモロコシ」の作り方。【補足】欄では、「雑種強勢」を取り上げました。ホットな内容です。なお、この記事の掲載は、8月19日(水)、10:00を予定しています。

　【補足】雑種強勢

　「雑種強勢」という耳慣れない言葉が出てきましたので、概略を説明します。これは、ある両親を掛け合わせた雑種第一代(F1)に、両親系統が持っている形質よりも優れたものが表れる場合がある、という現象です。例えると、「細くて長いダイコン」と「太くて短いダイコン」、それを交雑してできたF1が両親の良いところを受け継ぎ、「太くて長いダイコン」となる、というものです(図5)。ただ、この時に両親がどんな「細くて長いダイコン」、「太くて短いダイコン」の系統でも良い訳ではありません。両親が双方とも遺伝的に純粋であること、遺伝形質が遠く離れていることなどが、雑種強勢を充分に発現するための条件になってきます。実際の品種改良の現場では、両親系統にそれぞれ由来の異なる5～10系統を用意し、全ての組合せで交雑を行い、雑種強勢が生じる組合せを探索します。全組合せのうち、わずか数組合せのみに雑種強勢が表れることがあります。なぜ全部の組合せで起きないのか不思議なところですが、この雑種強勢が起きるメカニズムは詳細にはいまだに分かっていません。


　わたなべしるす

　PS. コラムを読むためには、無料の仙台放送ニュースアプリのダウンロードが必要となります。詳細については、仙台放送ニュースアプリのHPを携帯端末でご覧下さい。

　

　1つ前のニュース記事に書いたとおり、仙台放送ニュースアプリ「東北大コラム」に「遺伝学から見た食卓革命」と題した研究紹介を8月17日(月)～21日(金)で行うことになりました。

　携帯端末で読みやすい原稿量というのがある関係上、deepに知りたいと言うことについては、渡辺のHPとの連動企画としました。【補足】という項目をつけて。。。　第2回は「ゲノム情報の光と影」。【補足】欄は【補足-1】「遺伝子の暗号情報とは」、【補足-2】「塩基配列解析法」と題して。なお、この記事の掲載は、8月18日(火)、10:00を予定しています。

　【補足-1】遺伝子の暗号情報とは

　DNAには、アミノ酸をつなげたタンパク質を作るための情報が記されている部分があります。これを「遺伝子」といいます。DNAの4つの塩基は3つで1つのアミノ酸を示す暗号になっており、そのパターンによって刻まれている(コードされている)情報が異なってきます。たとえば、「ATG」という3文字は、「メチオニン」というアミノ酸を意味します。このアミノ酸を組合せることで、タンパク質が作られるのです(図4)。しかし、タンパク質をコードした遺伝子は、ヒトにおいて全ゲノム中1.5%と言われ、残りの98.5%はタンパク質をコードしません。長い間、これらは「がらくたDNA」とも呼ばれてきました。しかし、近年の研究でタンパク質をコードしないDNAも重要な役割があり、「がらくた」ではないことが明らかになりつつあることについては、本文にも記述したとおりです。

　【補足-2】塩基配列解析法

　遺伝子に刻まれた塩基の並びを決定することは、1980年代初めには限られた研究室でのみ可能な技術でした。1990年代初めになると、化学反応と蛍光物質を組み合わせることで、1回の反応で300文字程度の塩基を読むことができるようになりました(図5)。パソコンと組合せて、ある程度、自動で遺伝子の並びを決定する機械として登場し、「DNAシークエンサー」(遺伝子の本体であるDNAの並びを決定する機械という意味)と呼ばれるようになりました。時代と共に読むことができる長さ、自動化の程度、一度に処理できるサンプル数などが改善され、その改善と平行して、様々な生物の全ゲノム配列が決定されるようになってきました。


　わたなべしるす

　PS. コラムを読むためには、無料の仙台放送ニュースアプリのダウンロードが必要となります。詳細については、仙台放送ニュースアプリのHPを携帯端末でご覧下さい。