2014 Fiscal Year Annual Research Report

我が国の代表的な薬用植物のディープ・トランスクリプトームとメタボロームの統合解析

Research Project

Project/Area Number	24390030
Research Institution	Chiba University
Principal Investigator	齊藤和季千葉大学, 薬学研究科(研究院), 教授 (00146705)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	吉本尚子千葉大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (10415333) 山崎真巳千葉大学, 薬学研究科(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, 主席研究員 (80276162)
Project Period (FY)	2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords	薬用資源 / トランスクリプトーム / メタボローム / 二次代謝
Outline of Annual Research Achievements	次世代DNAシークエンサーやメタボロミクス解析の技術進展により、統合オミクスを駆使した植物ゲノム機能科学が注目されている。特に、植物など植物の有用性を決めているのは、植物に特徴的な代謝産物であり、植物の有する化学的多様性のゲノム基盤解明とその応用は地球規模での諸問題解決のために極めて重要である。植物代謝産物の植物化学的多様性のゲノム基盤解明と応用（ファンクショナルファイトケミカルゲノミクス）は、植物遺伝子資源の有効利用にとって重要かつ急務である。そこで本研究では、日本で生育する代表的な薬用植物のディープ・トランスクリプトーム解析を次世代DNAシークエンサーを用いて行い、薬用二次代謝産物と可能ならばその生合成中間体に関する代謝産物データを取得する。このトランスクリプトームとメタボロームの統合解析によって、これらの重要な薬用植物の化学的多様性を決めている鍵遺伝子と遺伝子－代謝産物の関係を推定する。本年度は、昨年度から継続して日本で生育可能な代表的な薬用植物についてRNAを調整し、ディープ・トランスクリプトーム(RNASeq)データ取得を行った。配列データ取得はイルミナ社のHiSeqシステムを用いて、断片化したcDNAクローンを両端から配列を解読した。その後、重要なマメ科の生薬基原植物であるクララ(Sophora flavescens)とクズ(Pueraria lobata)のトランスクリプトームデータについて複数の手法を用いてアセンブルを行い、アセンブルしたデータについて、機能アノテーション、遺伝子オントロジー解析、発現パターン解析、KEGGマップへの投影などを継続して行った。その結果、生薬成分の生合成に関する複数の遺伝子が推定できた。絞り込んだ少数の遺伝子については定量的PCRによってその遺伝子発現パターンを明らかにし、部分的な有効成分解析も行って、遺伝子機能について、より詳細を解明を行った。
Research Progress Status	26年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	26年度が最終年度であるため、記入しない。
Causes of Carryover	26年度が最終年度であるため、記入しない。
Expenditure Plan for Carryover Budget	26年度が最終年度であるため、記入しない。