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Study of the anthocyanin modification mechanism in vacuole about delphinium flower color variation

Research Project

Project/Area Number 16K18564
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Plant molecular biology/Plant physiology
Research InstitutionChiba University (2018)
Tokyo University of Agriculture and Technology (2016-2017)

Principal Investigator

Miyahara Taira  千葉大学, 大学院園芸学研究科, 講師 (90720889)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2017: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywordsアントシアニン / アントシアニン修飾酵素 / デルフィニウム / 花色 / シアノデルフィン / 植物
Outline of Final Research Achievements

I have identified the double-knockout mutant of acyl-glucose dependent anthocyanin 7-benzoyl-glucoside: glucosyltransferase (BGGT1 and 2). BGGTs produce violdelphin that is precursor of cyanodelphin in vacuole. I have confirmed only single mutant of BGGT could produce violdelphin but double mutant could not produce by enzyme analysis using crude protein extract. These results indicate BGGTs are the responsible genes for producing violdelphin in delphinium. Moreover, in this research showed co-pigmentation materials are in vacuole that decreasing flower color intensity in white-flowered delphinium. Additionally, I have identified the breeding line accumulate a novel anthocyanin molecule that might be precursor of cyanodelphin. The breeding line would be defected anthocyanin modification enzyme gene involved in producing cyanodelphin.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究成果は複雑な構造のアントシアニンがどのように合成されているのかを知るための一助となるものである。複雑な構造のアントシアニンは細胞内で積層構造を形成し、色合いに深みがでることが知られている。また、複雑なアントシアニンは安定性が増すことも既知である。このため、アントシアニンがどのような酵素遺伝子により複雑性を増しているのかを明らかにすることは、新規花色開発や色素の食品への利用などの観点から非常に重要である。本研究により明らかになったアントシアニン修飾酵素遺伝子をマーカーとして用いることで、デルフィニウムのみならず多くのアントシアニンを合成する植物での目的に適った育種を行うことが可能となる。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] A double knockout mutant of acyl-glucose-dependent anthocyanin glucosyltransferase genes in Delphinium grandiflorum2017

    • Author(s)
      Ishii Izumi、Sakaguchi Kimitoshi、Fujita Kazuyoshi、Ozeki Yoshihiro、Miyahara Taira
    • Journal Title

      Journal of Plant Physiology

      Volume: 216 Pages: 74-78

    • DOI

      10.1016/j.jplph.2017.05.009

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] シアニジンを蓄積するデルフィニウムの育種2018

    • Author(s)
      宮原平, 坂口公敏, 磯部知里, 藤田和義, 小関良宏
    • Organizer
      日本植物細胞分子生物学会大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 黄色オシロイバナにおけるチロシン水酸化酵素遺伝子の同定2018

    • Author(s)
      國井竜太、宮原平、小関良宏
    • Organizer
      第 59 回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] ニンジンにおけるアントシアニン合成・修飾酵素遺伝子の探索2017

    • Author(s)
      田村浩太郎、宮原平、小関良宏
    • Organizer
      日本食品化学学会第 23 回総会・学術大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] デルフィニウムにおけるAA7BG-GT1/AA7BG-GT2遺伝子変異体の解析2016

    • Author(s)
      石井いづみ、西崎雄三、宮原平、坂口公敏、八木聡明、小関良宏
    • Organizer
      第34回日本植物細胞分子生物学会(上田)大会
    • Place of Presentation
      信州大学繊維学部 (長野県上田市)
    • Related Report
      2016 Research-status Report

URL: 

Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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