Metabolomics on stress responses in plants for production of useful secondary metabolites

• Project/Area Number: 19760551
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Biofunction/Bioprocess
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: BAMBA Takeshi Osaka University, 大学院工学研究科, 准教授 (10432444)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): FUKUSAKI Eiichiro 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (40273594) ; HIRATA Kazumasa 大阪大学, 大学院薬学研究科, 教授 (30199062)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥3,790,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2008: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2007: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
• Keywords: メタボロミクス / 二次代謝 / 植物 / 酸化ストレス / 抗酸化 / アルカロイド

Research Abstract

当該研究では,抗酸化反応という視点から環境ストレス応答反応における二次代謝の代謝変動解析を行った.二次代謝物質として強い生理活性を有し医薬品原料として利用されているアルカロイドに注目し,ニチニチソウ,ベラドンナ等を実験植物として環境ストレスに対する代謝変動解析に取り組んだ.まず,それぞれの植物体において一次代謝物および二次代謝物を精密に解析するための植物材料ならびに代謝分析手法の構築を行った.構築した代謝解析系を用いて環境ストレス負荷に対する代謝変動解析を試みた.変動が顕著な代謝物を同定し,アルカロイドを中心とした各代謝物の相関関係を解析した結果,ストレスに対して挙動を共にする代謝物群を同定した.また,当該代謝解析系を用いて他の植物においても応用研究を行い,各種代謝物における環境ストレスによる変動を確認した.当該研究により植物の二次代謝とストレス応答反応の関係が明らかになり,有用二次代謝産物の生産に向けた基礎的な知見が取得できた.

Research Products

• [Journal Article] メタボロミクスの実際の運用に向けて-メタボロミクスの技術動向と可能性 (2009)
  • Author(s): 馬場健史, 福崎英一郎
  • Journal Title: 未来材料 9 Pages: 52-59
  • NAID: 40016472575
• [Journal Article] メタボロミクスの実際の運用に向けて-メタボロミクスの技術動向と可能性 (2009)
  • Author(s): 馬場健史, 福崎英一郎
  • Journal Title: 未来材料物 9 Pages: 52-59
  • NAID: 40016472575
• [Journal Article] Integrated metabolite and gene expression profiling revealing phytochrome A regulation of polyamine biosynthesis of Arabidopsis thaliana (2008)
  • Author(s): Jumtee, K., Bamba., T., Okazawa, A., Fukusaki, E., Kobayashi, A.
  • Journal Title: J. Exp. Bot. 59 Pages: 1187-1200
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Metabolic profiling of Angelica acutiloba roots utilizing gas chromatography time-of-flight mass spectrometry for quality assessment based on cultivation area and cultivar via multivariate pattern recognition (2008)
  • Author(s): Tianniam, S., Tarachiwin, L., Bamba, T., Kobayashi, A., Fukusaki, E.
  • Journal Title: J. Biosci. Bioeng. 105 Pages: 655-659
  • NAID: 110006792543
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A high throughput technique for comprehensive analysis of Japanese Green Tea Quality Assessment Utilizing UPLC/TOF MS. (2008)
  • Author(s): Pongsuwan, W., Bamba, T., Harada, K., Yonetani, T., Kobayashi, A., Fukusaki, E.
  • Journal Title: J. Agric. Food. Chem. 56 Pages: 10705-10708
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A high throughput technique for comprehensive analysis of Japanese Green Tea Quality Assessment Utilizing UPLC/TOF MS (2008)
  • Author(s): Pongsuwan, W., Bamba, T., Harada, K, Yonetani, T., Kobayashi, A., ^*Fukusaki, E.
  • Journal Title: J. Agric. Food. Chem 56 Pages: 10705-10708
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Metabolic profiling of Angelica acutiloba roots utilizing gas chromatography time-of-flight mass spectrometry for quality assessment based on cultivation area and cultivar via multivariate pattern recognition (2008)
  • Author(s): Tianniam, S., Tarachiwin, L., Bamba, T., Kobayashi, A., ^*Fukusaki, E.
  • Journal Title: J. Biosci. Bioeng 105 Pages: 655-659
  • NAID: 110006792543
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Integrated metabolite and gene expression profiling revealing phytochrome A regulation of polyamine biosynthesis of Arabidopsis thaliana (2008)
  • Author(s): Jumtee, K., Bamba., T., Okazawa, A., Fukusaki, E., Kobayashi, A.
  • Journal Title: J. Exp. Bot 59 Pages: 1187-1200
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] メタボロミクス(代謝物総体解析)の原理と食品工学への応用 (2007)
  • Author(s): 福崎英一郎, 馬場健史
  • Journal Title: FFIジャーナル 212(5) Pages: 380-388
• [Journal Article] メタボロミクス(代謝物総体解析)の原理と食品工学への応用 (2007)
  • Author(s): 福崎英一郎, 馬場健史
  • Journal Title: FFIジヤーなル 212(5) Pages: 380-388
• [Presentation] メタボロミクスの技術開発 (2009)
  • Author(s): 馬場健史
  • Organizer: 第2回創薬とイメージングに関するシンポジウム(invited)
  • Place of Presentation: 大阪大学
• [Presentation] Integrated metabolic profiling and gene expression, profiling revealing phytochrome A regulation of polyamine biosynthesis of Arabidopsis thaliana (2008)
  • Author(s): Kanokwan Jumtee, Takeshi Bamba, Atsuslii Okazawa, Eiichiro Fukusaki, Akio Kobayashi
  • Organizer: 日本植物細胞分子生物学会(大阪)大会・シンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪大学工学研究科吹田キャンパス
  • Year and Date: 2008-09-02
• [Presentation] 微細藻類におけるストレス応答物質の機能解析-緑藻Chlamydomonas reinhardtiiのアブシジン産生合成経路の解析- (2008)
  • Author(s): 石田洋基, 松原惇起, 馬場健史, 原田和生, 福崎英一郎, 平田収正
  • Organizer: 第60回日本生物工学会大会
  • Place of Presentation: 東北学院大学土樋キャンパス
  • Year and Date: 2008-08-28
• [Presentation] Quality assessment of Japanese gree tea, Camellia sinensis by means of metabolic fingerprinting (2008)
  • Author(s): Pongsuwan, W., Bamba, T., Yonetani, T., Kobayashi, A., Fukusaki, E.
  • Organizer: 5th International Conference of Plant Metabolomics
  • Place of Presentation: Pacifico Yokohama.
• [Presentation] Quality assessment of Angerica acutiloba roots through the application of metabolomics. (2008)
  • Author(s): Tianniam, S., Bamba, T., Kobayashi, A., Fukusaki E.
  • Organizer: 5th International Conference of Plant Metabolomics
  • Place of Presentation: Pacifico Yokohama.
• [Presentation] Integrated metabolic profiling and gene expression profiling revealing phytochrome A regulation of polyamine biosynthesis of Arabidopsis thaliana (2008)
  • Author(s): Jumtee, K., Bamba, T., Okazawa, A., Fukusaki, E., Kobayashi, A.
  • Organizer: 日本植物細胞分子生物学会(大阪)大会・シンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪大学工学研究科吹田キャンパス
• [Presentation] 近紫外光照射下でのニチニチソウにおける抗腫瘍性二量体アルカロイド生合成機構の解析 (2008)
  • Author(s): 浅野麻実子, 藤本真梨子, 原田和生, 吉川友章, 馬場健史, 平田收正
  • Organizer: 日本植物細胞分子生物学会(大阪)大会・シンポジウム
  • Place of Presentation: 大阪大学工学研究科吹田キャンパス
• [Presentation] 微細藻類におけるストレス応答物質の機能解析-緑藻Chlamydomonas reinhardtii のアブシジン産生合成経路の解析- (2008)
  • Author(s): 石田洋基, 松原惇起, 馬場健史, 原田和生, 福崎 英一郎, 平田 收正
  • Organizer: 第60回日本生物工学会大会
  • Place of Presentation: 東北学院大学土樋キャンパス
• [Presentation] Quality assessment of Angelica acutiloba roots through the application of metabolomcs (2008)
  • Author(s): Sukand Tianniam, Takeshi, Takeishi Akio Kobayashi, Eiicihro Fukusaki
  • Organizer: 5th International Conference of Plant Metabolomics
  • Place of Presentation: Pacifico Yokohama, Yokohama, Japan
• [Presentation] Quality assessment of Japanese gree tea, Camellia sinensis by means of metabolic fingerprinting (2008)
  • Author(s): Wipawee Pongsuwan, Takeshi Bamba, Tsutomu Yonetani, Akio Kobayashi. Eiichiro Fukusaki
  • Organizer: 5th International Conference of Plant Metabolomics
  • Place of Presentation: Pacifico Yokohama, Yokohama, Japan
• [Presentation] 近紫外光照射下でのニチニチソウにおける抗腫瘍性二量体アルカロイド生合成機構の解析 (2007)
  • Author(s): ○浅野麻実子, 馬場健史, 福崎英一郎, 平田收正
  • Organizer: 第59回日本生物工学会大会
  • Place of Presentation: 広島大学東広島キャンパス
  • Year and Date: 2007-09-25
• [Presentation] 近紫外光照射下でのニチニチソウにおける抗腫瘍性二量体アルカロイド生合成機構の解析 (2007)
  • Author(s): 浅野麻実子, 馬場健史, 福崎 英一郎, 平田收正
  • Place of Presentation: 広島大学東広島キャンパス