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環境資源植物のゲノミクス、環境に資する植物の機能解明と開発
植物バイオを利用して環境資源植物を科学する
１）豊かな植物遺伝資源のためのゲノミクス、２）変化する環境のもとでの植物エピジェネティクス、３）人間生活に役立つバイオマス資源植物の開発、の3方面から研究をおこなっています。
１）植物のゲノム・染色体・遺伝子の遺伝情報をどのように利用するかの観点で研究しています。生体分子の高感度可視化技術である蛍光分子雑種法（FISH法）、免疫染色法、電子顕微鏡、画像解析法、細胞イメージングを開発し利用することで、ゲノムの中に存在する遺伝子を含むDNA配列や反復配列、機能するタンパク質について情報を解析することが可能になりました。具体的な近年の研究業績としては、人の生活を豊かにする多様な遺伝資源をもつイネ科、マメ科、アブラナ科植物、園芸植物などを対象に、環境資源植物科学の研究を行っています。
２） 植物は変化する環境のもとで後天的にゲノム構成を変化させながら柔軟に適応していき、新しい生態系を創出します。本来の植物が持っている遺伝子が、後天的に変化する現象をエピジェネティクスといいます。エピジェネティクスは、植物がどのように環境に適応し、共生していくかを理解する分野として重要です。人間がもたらした生活環境や自然環境の変化に対して植物がどのように適応し、植物がどのような変化し、また共生するかに注目して研究しています。具体的には、取り巻く生育環境、ストレスの変動が、遺伝子、ゲノム、細胞、個体にどのように影響しているかについて研究しています。
３）環境問題を積極的に改善するために、化石燃料の代替として産業、燃料用油を生産することのできるバイオマス資源植物や化粧品等の他用途に利用できる植物の研究を行っています。具体的には、ホホバなどの新規の植物バイオマスの環境適応能力を最大限に生かすため、ゲノム、染色体情報の解析、組織培養、遺伝子組換えによる植物の育成を行っています。これらは、エネルギー資源のない日本で将来的に豊かな人間生活に役立つ新しい環境適応型の植物基礎研究と位置づけでいます。
これらの研究は、多くの国内外の研究機関との共同研究としても取り組んでいます。
近年の学生の研究課題
クロマチンファイバーを用いたエピゲノム因子の可視化
日本ならびに中国種アジサイの反復配列に関する研究
都市及び山間部におけるツユクサの生態と倍数性様式
ホホバのESTマーカー多型と組織培養に関する研究
アジサイの全ゲノム配列解析と可視化による遺伝子検出
ナノ可視化による植物染色体構造に関する研究
植物の3次元高感度イメージングに関する研究
植物における画像解析法の開発に関する研究
鉄イオンストレス下におけるイネのエピジェノミクスに関する研究
GISH法によるアブラナ科種間雑種の染色体解析
組織培養を用いたホホバの効率的なシュート形成
WHAT WE think
What is the focus of research
at the Ohmido Lab?
Nobuko Ohmido Lab Research Overview
Our research focuses on three key areas:
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Genomics for plant genetic resources,
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Plant epigenetics in changing environments,
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Development of biomass resource plants beneficial to human life.
1) Utilizing Plant Genomic, Chromosomal, and Genetic Information
Our research investigates how to utilize the genetic information contained in plant genomes, chromosomes, and genes. By developing and employing advanced visualization techniques such as fluorescence in situ hybridization (FISH), immunostaining, electron microscopy, image analysis, and cellular imaging, we analyze DNA sequences, including genes and repetitive sequences, as well as functional proteins within genomes.
Recent studies have focused on plant species with diverse genetic resources—such as grasses, legumes, Brassicaceae, and horticultural plants—to advance research in environmental resource plant science, aiming to enrich human life.
2) Plant Epigenetics in Changing Environments
Plants adapt flexibly to changing environments by altering their genomic composition, creating new ecosystems. This phenomenon, known as epigenetics, involves heritable changes in gene expression without alterations to the DNA sequence. Understanding epigenetics is crucial for exploring how plants adapt to and coexist with their environment.
Our research investigates how changes in natural and human-influenced environments affect plant adaptation, genomic changes, and symbiotic relationships. Specifically, we study how variations in growth environments and stress factors impact genes, genomes, cells, and organisms.
3) Developing Biomass Resource Plants
To actively address environmental issues, we research biomass resource plants that can produce industrial and fuel-use oils as alternatives to fossil fuels, as well as plants with applications in cosmetics and other fields. For example, we aim to maximize the environmental adaptability of novel biomass plants like jojoba through genome and chromosome analysis, tissue culture, and genetic engineering.
These studies form the foundation for creating environmentally adaptive plants, contributing to sustainable and enriched human life in a resource-limited country like Japan.
International Collaboration and Field Surveys
Our research involves extensive collaboration with domestic and international research institutions. Additionally, we will conduct plant genetic resource and field surveys at the Kobe Municipal Arboretum in June and July. Would you like to participate in these experiments?
Recent Student Research Topics
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Urbanization and polyploidization in the genus Commerina
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Study of comparative repeatome and cytogenetics in the genus Hydrangea
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Studies of chromosome structure by nano-visualization
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Visualization of Epigenomic Factors Using Chromatin Fibers
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Studies on Repetitive Sequences in Japanese and Chinese Hydrangea Species
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Ecology and Polyploidy Patterns of Commelina in Urban and Mountainous Areas
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Research on EST Marker Polymorphisms and Tissue Culture in Jojoba
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Whole-Genome Sequence Analysis and Visualization for Gene Detection in Hydrangea
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Nanovisualization of Plant Chromosome Structures
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High-Sensitivity 3D Imaging in Plants
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Development of Image Analysis Methods for Plants
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Epigenomics of Rice Under Iron Ion Stress
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Chromosome Analysis of Intergeneric Hybrids in Brassicaceae Using GISH
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Efficient Shoot Formation in Jojoba Through Tissue Culture