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Deciphering DDMP saponin biosynthesis and its functional characterization in plant

Research Project

Project/Area Number 15F15390
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Science in genetics and breeding
Research InstitutionNational Agriculture and Food Research Organization (2016-2017)
国立研究開発法人農業生物資源研究所 (2015)

Principal Investigator

石本 政男  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 次世代作物開発研究センター, 研究領域長 (20355134)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) KRISHNAMURTHY PANNEERSELVAM  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 次世代作物開発研究センター, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2015-11-09 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2015: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Keywordsサポニン / 生合成経路 / 突然変異 / 配糖化酵素 / シトクロムP450
Outline of Annual Research Achievements

ダイズには栄養価の高い“良質のタンパク質”が含まれているばかりでなく、大豆サポニン、イソフラボン、レシチンなど多数の機能性物質が含まれている。大豆サポニンには、抗がん作用などの健康機能性を有するDDMPサポニンと不快味の原因物質であるグループAサポニンが存在する。このうちグループAサポニンを欠失した変異体が野生ダイズ(ツルマメ)から見出されており、グループAサポニンは必ずしもダイズの生存に必須ではないと考えられる。一方、DDMPサポニンはダイズ以外の植物にも広く分布し、このサポニンを欠失したダイズ遺伝資源はこれまで見つかっていない。そこで、本研究では、共発現解析、相同性検索やダイズ変異体ライブラリーなどを駆使してDDMPサポニン合成酵素遺伝子の単離・同定に取り組む。そして、DDMPサポニン、さらにはダイズサポニンの植物生理機能を明らかにする。
当該当年度は、タルウマゴヤシやダイズの共発現データーベースから、既知のサポニン合成遺伝子と共発現している遺伝子を複数見出した。これらの遺伝子の変異体を高解像度融解曲線分析(HRM)法により変異体ライブラリーから探索し、得られた変異体の種子のサポニン組成を調べた結果、遺伝子Xに変異を有するダイズ種子はDDMPサポニンを欠失していることがわかった。また、薄層クロマトグラフィー(TLC)解析で得られたDDMPサポニン欠失変異体について、遺伝子Xの塩基配列を解析したところ、遺伝子Xに変異を有する系統が複数あることがわかった。野生型とDDMPサポニン欠失変異体では、生育に明白な差異は認められなかったことから、DDMPサポニンは生存に必須ではないことが明らかになった。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2017 2016

All Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Presentation] High-density mutant library of soybean, an indispensable resource for functional genomics: an example of deep analysis for soyasaponin biosynthesis pathway gene identification2017

    • Author(s)
      Krishnamurthy Panneerselvam, Yukiko Fujisawa, Kyosuke Mukaiyama, Chigen Tsukamoto, Akito Kaga, Toyoaki Anai, and Masao Ishimoto
    • Organizer
      International Plant & Animal Genome XXV
    • Place of Presentation
      アメリカ合衆国 サンディエゴ市
    • Year and Date
      2017-01-15
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A CYP450 gene located tandemly to CYP72A69 is responsible for Sg-6 saponin biosynthesis in wild soybean (Glycine soja).2017

    • Author(s)
      Selvam Krishnamurthy, Kyoko Takagi, Yukiko Fujisawa, Ayaka Ito, Kyosuke Mukaiyama, Masao Ishimoto, Chigen Tsukamoto
    • Organizer
      The 13th International Meeting on Biosynthesis, Function and Synthetic Biology of Isoprenoids (TERPNET 2017), Dalian International Conference Center, China
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ゲノム情報と変異体ライブラリーを利用したダイズサポニン配糖化酵素の探索2016

    • Author(s)
      Krishnamurthy P, 矢野亮一, 藤澤由紀子、,栃木佐枝子, 米田咲子, 加賀秋人, 穴井豊昭, 塚本知玄, 石本 政男
    • Organizer
      日本育種学会
    • Place of Presentation
      横浜市立大学
    • Year and Date
      2016-03-21
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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