2017 Fiscal Year Annual Research Report
甘草を中心とする重要マメ科薬用資源植物の統合ゲノム研究
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15H02494
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
齊藤 和季 千葉大学, 大学院薬学研究院, 教授 (00146705)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山崎 真巳 千葉大学, 大学院薬学研究院, 准教授 (70222370)
鈴木 秀幸 公益財団法人かずさDNA研究所, バイオ研究開発部, グループ長 (80276162)
ライ アミット 千葉大学, 大学院薬学研究院, 特任助教 (60760535)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 薬学 / ゲノム / 薬用植物 / 二次代謝 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
甘草はその安定供給が危惧される最も重要な生薬の代表であり、そのゲノム機能科学研究は天然薬用資源学において最も重要な課題の１つである。そこで、本研究の全体目標の一つは、甘草についてドラフトゲノム配列を決定し、トランスクリプトーム解析などによって、重要形質を決定しているゲノム領域や遺伝子を同定することである。さらに甘草以外のマメ科の重要な薬用資源植物やその他の科の重要薬用植物についても、同様の手法で薬用成分の生産に関与している遺伝子を同定し、今後ますます重要性が増加する薬用資源植物の統合ゲノミクスの基礎研究基盤を提供することも目標とする。
当該年度は、生薬「甘草」の基原植物として重要なウラル甘草（Glycyrrhiza uralensis）について1分子リアルタイムDNAシークエンサー(PacBio)による追加的なゲノム配列の取得を行う共に、スペイン甘草(G.glabra)についてBioNano社1分子DNAゲノムマッピングシステムデータを取得した。次いで、甘草の主要成分であり天然甘味料として重要なグルチルリチンの抽出原料として重要な新疆甘草(G.inflata)について、主として1分子リアルタイムDNAシークエンサー(PacBio)によってゲノム配列データを取得した。また、この新疆甘草の複数の組織のトランスクリプトームデータもイルミナプラットフォームにより取得した。また、マメ科植物が生産する二次代謝成分の生合成酵素遺伝子をシロイヌナズナに導入発現し、生合成経路のエンジニアリングを行った。さらに、他の薬用植物のトランスクリプトームデータも取得し、薬用成分生合成に関与する遺伝子を推定した。これらの成果は、甘草等の薬用植物のゲノム科学および薬用成分の生合成エンジニアリングに資すると期待できる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ウラル甘草およびスペイン甘草について追加的なゲノム配列データ取得と、主として1分子リアルタイムDNAシークエンサー(PacBio)によって新疆甘草のゲノム配列データ取得を概ね予定通り遂行することができた。また、新疆甘草の複数の組織のトランスクリプトームデータも予定通り取得した。さらに、分子生物学手法を用いてマメ科植物由来の成分生合成酵素遺伝子の機能同定と植物細胞によるバイオテクノロジー研究が進んだ。その他の薬用植物の配列データもほぼ予定通りに取得することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
ウラル甘草（Glycyrrhiza uralensis）、スペイン甘草（G. glabra）、新疆甘草（G. inflata）の3種類の甘草のゲノム配列解析について、新規手法による配列データ取得や生物情報学的解析も取り入れゲノム配列をアセンブルし、高品質のゲノム配列を決定する。さらに、これら3種の甘草から得られた薬用成分の生合成関連遺伝子の配列、遺伝子発現パターンと成分蓄積との相関性などについて比較ゲノム的な知見を得る。
また、甘草以外のマメ科の重要な薬用資源植物についても、二次代謝成分生合成遺伝子について分子生物学手法を用いた遺伝子機能同定と植物細胞による二次代謝成分生産のバイオテクノロジー研究をさらに進める。また、その他の重要薬用植物についても、同様の手法でゲノム関連データを取得、統合し薬用成分の生産に関与しているゲノム遺伝子の同定を試みる。
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Research Products
(4 results)
