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渡辺 敦史(わたなべ あつし) データ更新日:2019.06.13

准教授 /  農学研究院 環境農学部門 森林環境科学


主な研究テーマ
マツノザイセンチュウ抵抗性に関与する分子遺伝学的・分子生物学的研究
キーワード:生体防御メカニズム・遺伝子発現・形質評価・生物多様性評価・データベース・次世代育種
2012.08.
スギを中心とした育種的諸問題の解決 
キーワード:挿し木発根性、ストレス応答、材質、花粉症対策、形質評価、系統管理、データベース
2012.08.
優良ウルシ選抜に向けた分子遺伝学的研究
キーワード:優良ウルシ・個体選抜・遺伝子発現
2015.04.
ツツジ園芸品種のDNA分類学的研究
キーワード:ツツジ・DNA分類・園芸品種
2013.10~2020.03.
森林遺伝資源の保全と活用を目指した諸問題の解決
キーワード:遺伝資源評価・生物多様性評価・種苗配布区域再設定・地球温暖化
2013.04.
スギを対象としたゲノム科学および遺伝子研究
キーワード:ゲノム・遺伝子発現・データベース
2012.08~2021.03.
従事しているプロジェクト研究
くるめつつじのDNA分析調査
2019.06~2019.06, 代表者:渡辺敦史, 九州大学.
用土を用いない空中さし木法による、コス ト3割削減で2倍の生産量を実現するスギ さし木苗生産方法の確立
2019.06~2019.06, 代表者:倉本哲嗣, 森林総合研究所林木育種センター.
シグナル物質の作用機序とラッカーゼの構造解析による高品質漆生成技術の開発
2019.04~2022.03, 代表者:田端雅進, 森林総合研究所.
人文社会学的解析と森林遺伝学的解析に基づく国内クロマツ松原の歴史的造成プロセスの解明
2017.10~2019.03, 代表者:長谷川成一, 弘前大学.
日本の漆文化を継承する国産漆の増産、改質・利用技術の開発
2018.04~2019.03, 代表者:田端雅進, 森林総合研究所.
平成29年度気候変動に適応した花粉発生源対策スギの作出技術開発委託事業
2018.04~2019.03, 代表者:星比呂志, 森林総合研究所林木育種センター.
九州の起源を探る-系譜情報に基づく九州スギ遺伝的リソースの成り立ちの解明-
2018.04~2020.03, 代表者:武津英太郎, 森林総合研究所林木育種センター.
現存有名クロマツ植栽林の遺伝的保全のための採取戦略の確立
2018.04~2019.03, 代表者:岩泉正和, 森林総合研究所林木育種センター.
リュウキュウマツの遺伝的多様性と進化的位置
2016.04~2019.03, 代表者:渡辺敦史, 九州大学大学院農学研究院
島嶼群に点在するリュウキュウマツの進化的位置と遺伝的多様性に関する固有性について明らかにする.
マツノザイセンチュウ抵抗性品種開発高度化事業
2015.04~2016.03, 代表者:平尾知士, 森林総合研究所森林バイオセンター.
ウルシ生産量増大に向けた諸要因の解明
2014.05~2016.03, 代表者:田端雅進, 森林総合研究所
ウルシ樹液に関連する遺伝子の同定.
革新的に高速化した新世代林業種苗選抜技術の開発
2012.04~2016.03, 代表者:藤澤義武, 森林総合研究所林木育種センター.
生体分子の相互作用に基づいたマツ材線虫病発病機構の解明
2011.04~2014.03, 代表者:佐橋憲生, 森林総合研究所.
花粉症対策ヒノキ・スギ品種の普及拡大技術開発と雄性不稔品種開発
2010.04~2014.03, 代表者:斉藤央嗣, 神奈川県自然環境保全センター.
スギ木部形成関連遺伝子データベースの構築に向けたEST単離と網羅的発現解析
2012.04~2014.03, 代表者:藤原健, 森林総合研究所.
スギ精英樹の形質データの再測定及び次代検定林データの収集とりまとめ
2009.04~2014.03, 代表者:津村義彦, 森林総合研究所, 森林総合研究所(日本).
研究業績
主要著書
1. 渡辺 敦史, 森林遺伝育種学, 文永堂出版, 第2章1 遺伝学の基本 20-39, 2012.10.
主要原著論文
1. Kentaro Mishima, Tomonori Hirao, Miyoko Tsubomura, Miho Tamura, Manabu Kurita, Mine Nose, So Hanaoka, Makoto Takahashi, Atsushi Watanabe, Identification of novel putative causative genes and genetic marker for male sterility in Japanese cedar (Cryptomeria japonica D.Don), BMC Genomics, 10.1186/s12864-018-4581-5, 19, 1, 2018.04, [URL], Background: Japanese cedar (Cryptomeria japonica) is an important tree for Japanese forestry. Male-sterile marker development in Japanese cedar would facilitate selection of male-sterile plus trees, addressing the widespread social problem of pollinosis and facilitating the identification of heterozygotes, which are useful for breeding. Results: This study used next-generation sequencing for single-nucleotide polymorphism discovery in libraries constructed from several organs, including male-sterile and male-fertile strobili. The single-nucleotide polymorphisms obtained were used to construct a high-density linkage map, which enabled identification of a locus on linkage group 9 strongly correlated with male-sterile trait. Expressed sequence tags corresponding to 11 marker loci from 5 isotigs were associated with this locus within 33.4-34.5 cM. These marker loci explained 100% of the phenotypic variation. Several homologs of these sequences are associated with male sterility in rice or Arabidopsis, including a pre-mRNA splicing factor, a DEAD-box protein, a glycosyl hydrolase, and a galactosyltransferase. These proteins are thus candidates for the causal male-sterile gene at the ms-1 locus. After we used a SNaPshot assay to develop markers for marker-assisted selection (MAS), we tested F<sub>2</sub> progeny between male-sterile and wild-type plus trees to validate the markers and extrapolated the testing to a larger plus-tree population. We found that two developed from one of the candidates for the causal gene were suitable for MAS. Conclusions: More than half of the ESTs and SNPs we collected were new, enlarging the genomic basis for genetic research on Japanese cedar. We developed two SNP markers aimed at MAS that distinguished individuals carrying the male-sterile trait with 100% accuracy, as well as individuals heterozygous at the male-sterile locus, even outside the mapping population. These markers should enable practical MAS for conifer breeding..
2. Yuichiro Hiraoka, Ichiro Tamaki, Atsushi Watanabe, The origin of wild populations of Toxicodendron succedaneum on mainland Japan revealed by genetic variation in chloroplast and nuclear DNA, Journal of Plant Research, 10.1007/s10265-017-0992-7, 131, 2, 225-238, 2018.03, [URL], Toxicodendron succedaneum: (L.) Kuntze is a tree cultivated for the production of sumac wax, which is extracted from the mesocarp. There are several hypotheses regarding the origin of T. succedaneum on mainland Japan. In this study, the geographical distribution of genetic variation in 13 wild populations on Honshu, Shikoku, Kyushu, and Ryukyu Islands, Japan was investigated and compared with that of individuals from continental Asia. Seven chloroplast DNA haplotypes of T. succedaneum were observed in Japan and could be divided into three lineages based on relatedness between haplotypes. One of these lineages was also observed in continental Asia, and the others were genetically distant from the haplotypes that originated on the continent, with one considered to have originated on the Ryukyu Islands, and the other on mainland Japan. The genetic diversity of both chloroplast and nuclear DNA was lower in populations from Ryukyu Islands than in populations from mainland Japan. Bayesian clustering based on nuclear genotypes showed a clear difference between the groups from Ryukyu Islands and mainland Japan. Based on approximate Bayesian computation analysis of polymorphic data for both genomes, it was inferred that wild populations of T. succedaneum on mainland Japan consist of both lineages with natural distribution on mainland Japan and those introduced from Ryukyu Islands and continental Asia..
3. Masakazu G. Iwaizumi, Shousuke Miyata, Tomonori Hirao, Miho Tamura, Atsushi Watanabe, Historical seed use and transfer affects geographic specificity in genetic diversity and structure of old planted Pinus thunbergii populations, Forest Ecology and Management, 10.1016/j.foreco.2017.10.026, 408, 211-219, 2018.01, [URL], Although most molecular ecology studies examining genetic variation have focused on natural forests, for some major tree species, natural forests are nearly extinct, and the remaining genetic resources are mainly planted forests. In order to manage the genetic variability and develop a conservation strategy for such species, it is important to examine genetic variation resulting from historical processes during repeated artificial population development through plantations. The geographic pattern of genetic diversity and structure of 49 old planted Pinus thunbergii populations (2755 trees) distributed across Japan was examined using seven nuclear microsatellite markers. We found that allelic diversity was generally lower in both northern and eastern populations; however, locally, some populations in other regions also exhibited low allelic diversity. The overall value of the standardized measure of population differentiation (G′ST = 0.206) was higher than that of both other widespread Japanese conifers and continental Pinus species. STRUCTURE software revealed a general gradual cline in genetic structure from southwestern to northeastern populations; however, some populations on the Japan Sea side showed quite a different local proportion of cluster memberships from nearby populations. These observations indicated that most of the preserved, planted populations of P. thunbergii possess regional genetic variation, but some populations were developed from seed pools derived from other regions, possibly through distribution by ship along the Japan Sea. Information on this specific genetic variation as a result of historical seed use and transfer should assist the design of several conservation units and breeding zones, while also taking care of a deep-seated need for conservation of pine forests by local people..
4. 大平峰子, 花岡創, 平岡裕一郎, 栗田学, 井城泰一, 三浦真弘, 渡辺敦史, 用土の理学的性質がスギのさし木発根性に及ぼす影響
, 日本森林学会誌, 98, 6, 265-272, 2017.02.
5. 坪村美代子, 栗田学, 渡辺敦史, Determination of male strobilus developmental stages by cytological and gene expression analyses in Japanese cedar (Cryptomeria japonica), TREE PHYSIOLOGY, 10.1093/treephys/tpw001, 36, 5, 653-666, 2016.05.
6. 平岡 裕一郎, 高橋 誠, 渡辺敦史, 林木育種における地上LiDAR計測の応用 : スギ精英樹F₁家系における樹幹形質の評価, 97, 6, 290-295, 2015.12.
7. 田村 美帆, Hisataka, Yosuke, Moritsuka, Etsuko, 渡辺敦史, Uchiyama, Kentaro, Futamura, Norihiro, Shinohara, Kenji, Tsumura, Yoshihiko, 舘田 英典, Analyses of random BAC clone sequences of Japanese cedar, Cryptomeria japonica, TREE GENETICS & GENOMES, 10.1007/s11295-015-0859-9, 11, 3, 2015.06.
8. Miyamoto, Naoko, Ono, Masako, 渡辺敦史, Construction of a core collection and evaluation of genetic resources for Cryptomeria japonica (Japanese cedar), JOURNAL OF FOREST RESEARCH, 10.1007/s10310-014-0460-3, 20, 1, 186-196, 2015.02.
9. Nose Mine, 渡辺敦史, Clock genes and diurnal transcriptome dynamics in summer and winter in the gymnosperm Japanese cedar (Cryptomeria japonica (L.f.) D.Don), BMC PLANT BIOLOGY, 10.1186/s12870-014-0308-1, 14, 2014.11.
10. K. Mishima, T. Fujiwara, T. Iki, K. Kuroda, K. Ymashita, M. Tamura, Y. Fujisawa, A. Watanabe, Transcriptome sequencing and profiling of expressed genes in cambial zone and differentiating xylem of Japanese cedar (Cryptomeria japonica) , BMC Genomics , 15, 219, 2014.03.
11. Uchiyama, Kentaro, Iwata, Hiroyoshi, Moriguchi, Yoshinari, Ujino-Ihara, Tokuko, Ueno, Saneyoshi, Taguchi, Yuriko, Tsubomura, Miyoko, Mishima, Kentaro, Iki, Taiichi, 渡辺敦史, Futamura, Norihiro, Shinohara, Kenji, Tsumura, Yoshihiko, Demonstration of Genome-Wide Association Studies for Identifying Markers for Wood Property and Male Strobili Traits in Cryptomeria japonica, PLOS ONE, 10.1371/journal.pone.0079866, 8, 11, e79866, 2013.11.
12. 坪村美代子, 武津英太郎, 渡辺敦史, 関東育種基本区におけるスギ精英樹クローン雄花着花量の評価, 日本森林学会誌, 95, 3, 156-162, 2013.06.
13. H. Ozawa, Watanabe Atsushi, Genetic diversity of Pinus densiflora pollen flowing over fragmented populations during a mating season, Journal of Forest Research, 17, 6, 488-498, 2012.12.
主要総説, 論評, 解説, 書評, 報告書等
1. 渡辺敦史, 分子生物学的手法を利用した次世代マツノザイセンチュウ抵抗性品種開発の取り組み, 2014.04.
2. 渡辺敦史, DNAマーカーの概要と林木育種への適用(2)DNAマーカーによる個体識別

, 北海道の林木育種 56(1), 13-17, 2013, 2013.06.
主要学会発表等
1. 渡辺敦史・山口莉美・田村美帆 , ウルシ液滲出時の遺伝子発現解析
, 日本森林学会, 2018.03.
2. 渡辺敦史, スギさし木発根における遺伝子発現プロファイルの構築
ー大量増殖手法の確立を目指してー
, 2016.03.
作品・ソフトウェア・データベース等
1. 渡辺敦史, 栗田裕子, 小野雅子(森林総合研究所林木育種センター), 株式会社サトー, 二次元バーコードラベルシステム もばらべ
, 2012.09.
2. 渡辺敦史
小野雅子・高橋誠(森林総合研究所林木育種センター)
竹谷商事, 樹木個体管理システム, 2012.08.
学会活動
所属学会名
樹木医学会
日本森林学会
日本育種学会
森林遺伝育種学会
日本木材学会
九州森林学会
学協会役員等への就任
2012.04~2016.03, 森林遺伝育種学会, 理事.
2018.04~2020.04, 森林遺伝育種学会, 編集委員長.
2011.06~2020.04, 日本育種学会, 編集委員.
2018.04~2019.06, 樹木医学会, 幹事.
2012.10~2014.09, 九州森林学会, 幹事.
学会大会・会議・シンポジウム等における役割
2019.03~2019.03.01, 第8回森林遺伝育種学会シンポジウム, コーディネーター.
2019.03~2019.03, 第130回日本森林学会, コーディネーター.
2018.04.01~2019.03.31, 第23回樹木医学会, コーディネーター.
2018.03.27~2018.03.27, 日本森林学会, コーディネーター.
2016.11.05~2016.11.05, 九州森林学会, 座長(Chairmanship).
2015.03.27~2015.03.27, 日本森林学会, 司会(Moderator).
2014.10.25~2014.10.25, 九州森林学会, 座長(Chairmanship).
2014.03.29~2014.05.18, 日本森林学会, コーディネーター.
2012.10.27~2012.10.27, 九州森林学会, 座長(Chairmanship).
2016.03.28~2016.03.28, 日本森林学会企画シンポジウム林木育種において環境適応とどう向き合うか?-ゲノム、遺伝子発現及び表現型解析からの新たな知見-, コーディネーター.
2015.03.27~2015.03.27, 日本森林学会テーマ別セッション マツ材線虫病研究最近の進歩 -オミクス的展開による挑戦-, コーディネーター.
2014.03.28~2014.03.30, 日本森林学会テーマ別セッション 大規模形質データと分子データの統合, コーディネーター.
2012.10.12~2012.10.14, 漆サミット in 浄法寺, 講演.
2013.03.26~2013.03.26, 日本森林学会テーマ別セッション 日本の材質育種研究の近未来予想図, コーディネーター.
2013.03.27~2013.03.27, 日本森林学会テーマ別セッション 林木育種による花粉症対策 -その成果と検証-, コーディネーター.
学会誌・雑誌・著書の編集への参加状況
2009.04~2018.03, 日本育種学会, 国内, 編集委員.
2018.04, 森林遺伝育種学会, 国内, 編集委員長.
学術論文等の審査
年度 外国語雑誌査読論文数 日本語雑誌査読論文数 国際会議録査読論文数 国内会議録査読論文数 合計
2018年度 17      19 
2017年度    
2016年度      
2015年度    
2014年度    
2012年度      
受賞
フジサンケイビジネスアイ賞, 自動総合認識展, 2012.09.
第51回林木育種賞受賞, 林木育種協会, 2008.05.
日本木材学会論文賞, 日本木材学会, 2012.03.
研究資金
科学研究費補助金の採択状況(文部科学省、日本学術振興会)
2019年度~2022年度, 基盤研究(A), 分担, シグナル物質の作用機序とラッカーゼの構造解析による高品質漆生成技術の開発.
2018年度~2018年度, 基盤研究(A), 九州北部豪雨による流木被害の要因と影響:森林環境政策の合意形成に向けて.
2018年度~2018年度, 基盤研究(C), 分担, 九州の起源を探る-系譜情報に基づく九州スギ遺伝的リソースの成り立ちの解明-.
2017年度~2019年度, 基盤研究(C), 分担, 現存有名クロマツ植栽林の遺伝的保全のための採取戦略の確立.
2016年度~2018年度, 基盤研究(C), 代表, リュウキュウマツの遺伝的多様性と進化的位置の解明.
2014年度~2017年度, 基盤研究(A), 分担, 漆生成メカニズムに基づく高品質漆の開発.
2012年度~2014年度, 特別推進研究, 分担, スギ木部形成関連遺伝子データベースの構築に向けたEST単離と網羅的発現解析.
2011年度~2013年度, 基盤研究(A), 分担, 生体分子の相互作用に基づいたマツ材線虫病発病機構の解明.
2009年度~2011年度, 基盤研究(B), 分担, 核およびオルガネラDNA情報に基づくスギの系統地理学的研究円.
2008年度~2010年度, 基盤研究(B), 分担, マツノザイセンチュウに対する抵抗性マツの抵抗性発現機構の解明.
2007年度~2009年度, 基盤研究(B), 分担, 3葉緑体ゲノムのSNPを用いたブナの分子系統地理学的・環境適応的研究.
2005年度~2006年度, 基盤研究(C), 代表, マツESTデータベースを利用したSNP探索とSNPマーカーの開発.
2007年度~2008年度, 基盤研究(C), 代表, マツノザイセンチュウに対するマツの生体防御関連遺伝子の探索と発現定量解析.
競争的資金(受託研究を含む)の採択状況
2019年度~2019年度, 農林水産省 イノベーション創出強化研究推進事業, 分担, 用土を用いない空中さし木法による、コスト3割削減で2倍の生産量を実現するスギ
.
2017年度~2018年度, 三菱財団助成, 分担, 人文社会学的解析と森林遺伝学的解析に基づく国内クロマツ松原の歴史的造成プロセスの解明
.
共同研究、受託研究(競争的資金を除く)の受入状況
2019.04~2020.03, 代表, くるめつつじのDNA分析調査.
2016.07~2017.03, 代表, 熊本県産ヒノキ品種南郷檜の管理・生産手法の効率化.
2016.04~2018.03, 分担, 日本の漆文化を継承する国産漆の増産、改質・利用技術の開発.
2016.04~2020.03, 分担, 気候変動に適応した花粉発生源対策スギの作出技術開発.
2012.04~2016.03, 分担, 革新的に高速化した新世代林業種苗選抜技術の開発.
2011.04~2013.03, 分担, 地域活性化を目指した国産ウルシの持続的管理・生産技術の開発.
2010.04~2014.03, 代表, 花粉症対策ヒノキ・スギ品種の普及拡大技術開発と雄性不稔品種開発.
2009.04~2014.03, 分担, スギ精英樹の形質データの再測定及び次代検定林データの収集とりまとめ.
2008.04~2013.03, 代表, 無花粉スギと精英樹の人工交配による新品種の開発とその早期判定技術の開発.
2006.04~2009.03, 代表, マツノザイセンチュウ抵抗性品種の開発.
2003.04~2005.03, 代表, 林木の生殖・繁殖特性の評価に関する研究.
寄附金の受入状況
2018年度, 寄付.

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