デルフィニウムにおけるポリアシル化アントシアニン生合成遺伝子の全解明

• Project/Area Number: 13J08285
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: 植物分子生物・生理学
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 西﨑 雄三 東京農工大学, 大学院工学研究院, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2013 – 2014
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000); Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2013: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: アントシアニン / デルフィニウム / アシルグルコース / p-hydroxybenzoyl-glucose / p-hydroxybenzoic acid / ポリアシル化

Outline of Annual Research Achievements

園芸植物で青い花として人気があるデルフィニウムは、生体内において、violdelphinやcyanodelphinとよばれるdelphinidinの7位がグルコースとρ-hydroxybenzoic acid(pHBA)で複雑に修飾されたポリアシル化アントシアニンを合成することで、青い花色を呈する。Cyanodelphinはvioldelphinを経由して合成されると推測され、前年度の研究において、violdelphinは、delphinidinの3位が配糖化された後、delphinidinの7位が、生体内に蓄積しているアシルグルコースの1種であるρ-hydroxybenzoyl-glucose(pHBG)をグルコース供与体とする配糖化酵素と、同じくρ-hydroxybenzoic acid(pHBA)供与体とするアシル化酵素が連続的に交互に働き、1分子ずつ修飾することで、合成されることを見いだした。
今年度は、様々なデルフィニウム栽培品種の萼片において蓄積するアントシアニンの成分解析を行う中で、violdelphin生合成過程の代謝中間産物であるdelphinidin 3-O-rutinoside-7-O-(6-O-(p-hydroxybenzoyl)-glucoside)[Dp3R7BG]を主要アントシアニンとして蓄積する栽培品種を見いだした。昨年度の研究成果より、AA7BG-GT1 cDNA配列とAA7BG-GT2 cDNA配列を単離した。大腸菌組換え酵素を用いた生化学的な解析より、両遺伝子はDp3R7BGを配糖化しdelphinidin 3-O-rutinoside-7-O-(6-O-(4-O-(glucosyl)-oxybenzoyl)-glucosideの合成を担う配糖化酵素遺伝子であることが示されたが、遺伝学的な証明は成されていなかった。Dp3R7BGを蓄積する栽培品種において、AA7BG-GT1遺伝子とAA7BG-GT2遺伝子の発現解析を行ったところ、両遺伝子の発現は確認されなかった。この結果は、AA7BG-GT1遺伝子とAA7BG-GT2遺伝子がDp3R7BGの配糖化を担う責任遺伝子であることを支持する結果である。

Research Progress Status

本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

本研究課題は平成26年度が最終年度のため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Identification of the glucosyltransferase gene that supplies the p-hydroxybenzoyl-glucose for 7-polyacylation of anthocyanin in delphinium (2014)
  • Author(s): Nishizaki, Y., Sasaki, N., Yasunaga, M., Miyahara, T., Okamoto, E., Okamoto, M., Hirose, Y. Ozeki, Y.
  • Journal Title: Journal of Experimental Botany Volume: (in press) Issue: 9 Pages: 2495-2506
  • DOI: 10.1093/jxb/eru134
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] p-Hydroxybenzoyl-glucose is a Zwitter donor for the biosynthesis of 7-polyacylated anthocyanin in delphinium (2013)
  • Author(s): Nishizaki, Y., Yasunaga, M., Okamoto, E., Okamoto, M., Hirose, Y., Yamaguchi, M., Ozeki, Y. Sasaki, N.
  • Journal Title: The Plant Cell Volume: 25 Issue: 10 Pages: 4150-4156
  • DOI: 10.1105/tpc.113.113167
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Identification of the glucosyltransferase gene supplying p-hydroxybenzoylglucose required to 7-polyacylation of anthocyanin in delphinium (2014)
  • Author(s): Nishizaki, Y., Sasaki, N., Yasunaga, Y., Miyahara, T., Okamoto, E., Hirose, Y., Okamoto, M., Ozeki, Y.
  • Organizer: 日本植物生理学会 第55回大会
  • Place of Presentation: 富山、富山大学
  • Year and Date: 2014-03-18
• [Presentation] p-hydroxybenzoyl-glucose plays a "Zwitter donor"in vacuolar acyltransferases and glucosyltransferases for biosynthesis of polyacyl-anthocyanin in delphinium (2013)
  • Author(s): Nishizaki, Y., Yasunaga, M., Okamoto, E., Okamoto, M., Hirose, Y., Yamaguchi, M., Ozeki, Y. Sasaki, N.
  • Organizer: 7th International Workshop on Anthocyanins
  • Place of Presentation: Portugal、Porto、Porto University
• [Remarks]
  • URL: http://www.tuat.ac.jp/~ozeky
• [Remarks]
  • URL: http://www.tuat.ac.jp/~ozeky