2021 Fiscal Year Research-status Report
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20K05840
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
肥塚 崇男 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (30565106)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
真野 純一 山口大学, 大学研究推進機構, 教授 (50243100)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 香気成分 / 配糖体化 / 輸送担体 / 揮発性ベンゼノイド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、夜間特異的に花香成分である揮発性ベンゼノイドを生成するナス科植物ペチュニアに着目し、花における香気成分の生合成、配糖体化による蓄積、細胞内での輸送、大気中への放散がどのように起こっているかを解明することを目的としている。今年度はペチュニアの開花段階別（stage 2, stage4, stage5, 開花0-1日後、開花3-4日後、葉）ならびに昼夜3時間ごと（2:00, 5:00, 8:00, 11:00, 14:00, 17:00, 20:00, 23:00）のサンプリングを行い、花香分析を行った。その結果、開花段階が進むにつれて、また夜間特異的に揮発性ベンゼノイド量が上昇することを確認した。さらに、それぞれのサンプルからRNAを抽出し、計39サンプルのトランスクリプトーム解析を行った。その結果、揮発性ベンゼノイドの生合成遺伝子ならびに、それらを制御している転写因子において、揮発性ベンゼノイドの生成量と正の相関を示す発現パターンが見られた。さらに、これら生合成遺伝子と同様に、開花段階が進むにつれて発現が高まる輸送体候補遺伝子を見出すことができた。今後はこれら輸送体候補遺伝子の機能解析を進める予定である。一方で、ペチュニアと同じナス科植物として知られる野生タバコ（Nicotiana sylvestris）についても、香気成分ならびに香気成分配糖体の代謝物分析を進めており、揮発性ベンゼノイドおよびその配糖体が花弁の花冠部特異的に生成、蓄積していることを明らかにできた。
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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
ペチュニアの開花段階別および昼夜時間帯別のサンプルにおいて、網羅的トランスクリプトーム解析を実施した。その結果、揮発性ベンゼノイドの生成量と正の相関を示す生合成遺伝子のならびにそれらを制御するマスター転写因子を明らかにすることができた。また、輸送に関わると推定される遺伝子を複数発見することができた。さらに、昨年度ペチュニアから単離した香気成分配糖体化遺伝子（PhUGT85A96, PhUGT85A97, PhUGT85A98）のホモログを、同じナス科植物である野生タバコ（Nicotiana sylvestris）においても見出し、その配糖体化酵素の機能解析を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
ペチュニアで見つかった配糖体化酵素遺伝子（PhUGT85A96, PhUGT85A97, PhUGT85A98）を解析したところ、その基質特異性ならびに発現様式からPhUGT85A96が揮発性ベンゼノイドの配糖体化に関わる可能性が高いことが予想された。そこで今後はPhUGT85A96の発現抑制体ならびに過剰発現体を作出し、それら形質転換体の香気成分組成や生成量を明らかにする予定である。また、輸送体候補遺伝子についても、その配列解析ならびに詳細な発現解析、発現局在性を明らかにすることを考えている。
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| Causes of Carryover |
旅費を計上していたが、学会などがオンライン開催となったためその分が使用計画との差額となった。輸送体候補遺伝子などが多数みつかってきたことから、これらの遺伝子配列解析やクローニングのための消耗品費として、次年度使用することを考えており、更なる研究の推進を図る。
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Research Products
(5 results)
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[Journal Article] Parallel evolution of UbiA superfamily proteins into aromatic O-prenyltransferases in plants.2021
Author(s)
Munakata R, Olry A, Takemura T, Tatsumi K, Ichino T, Villard C, Kageyama J, Kurata T, Nakayasu M, Jacob F, Koeduka T, Yamamoto H, Moriyoshi E, Matsukawa T, Grosjean J, Krieger C, Sugiyama A, Mizutani M, Bourgaud F, Hehn A, Yazaki K.
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Journal Title
Proc Natl Acad Sci U S A.
Volume: 118
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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