Biosynthesis of citrus-derived polymethoxyflavones with an activity of the anti-memory disorder

• Project/Area Number: 19F19398
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 外国
• Review Section: Basic Section 39030:Horticultural science-related
• Research Institution: Saga University
• Host Researcher: 古藤田 信博 佐賀大学, 農学部, 准教授 (50355426)
• Foreign Research Fellow: ISLAM Md. Zaherul 佐賀大学, 農学部, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2019-11-08 – 2022-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000); Fiscal Year 2021: ¥400,000 (Direct Cost: ¥400,000); Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2019: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
• Keywords: ポリメトキシフラボン / ポンカン / OMT遺伝子

Outline of Research at the Start

申請者の研究室では文部科学省の遺伝資源保存事業によりミカン科22属、約300種類の野生種及び栽培種を保有し国内最大規模である。そこで、抗認知症活性が期待されるカンキツ由来ポリメトキシフラボンの分布や蓄積、生合成経路の解明を目指す。現在認知症の効果的な治療法・治療薬はないため製薬企業が開発に多額の資金を投資しているが、ポリメトキシフラボン(PMF)の活性が注目されている。PMFの蓄積は一部の植物に限られており、それがカンキツ類である。申請者側の豊富なミカン亜科植物を対象としてPMFの分布や生合成を明らかにすれば、将来的に世界中の人たちの健康増進に大いに寄与することができる。

Outline of Annual Research Achievements

着任後、ポンカンのサンプリングを11月から2月にかけて定期的に行った。これらのサンプルを凍結乾燥し、プロコトールに従って4種のPMFについてHPLCによる定量を行った。これまでの結果に矛盾しないデータが得られた。一方、ポリメトキシフラボンの生合成に関わると考えられるOMT遺伝子の単離を開始し、４種類の新たなOMT遺伝子を単離した。
交配実生集団については、まず、SSRマーカーによって交雑性の確認を行った。ハナユｘゲンコウの組み合わせでは、約10％が珠心胚実生由来であった。今後は、実験コストも考え、SNPマーカーによる交雑胚判定の手法も試みる必要がある。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初の予定よりも着任が遅れたため、やや計画に遅れが生じている。
また、コロナウイルスの影響で大学内の実験機器が使用できない期間があり、実験の進行が遅れている。一方、OMT遺伝子の単離は順調である。

Strategy for Future Research Activity

本年度は、さらに高蓄積品種同士の交配にチャレンジする。多胚性品種ｘ多胚性品種の交配であるため効率的に交雑胚を取得する工夫もする。SNP分析に基づいた連鎖作成に加え、同時並行的に、次世代シーケンス（NGS）データに基づいた連鎖地図を作成する。まず各交配集団（n=50-150）からDNAを抽出する。最初に交雑胚が取れているかどうかの確認のためSSRマーカーで遺伝子型を確認する。一方で、交配に使用した親品種（８品種）について全ゲノムをNGSで解読し（１品種につき１０Gbで読む）、それぞれの集団でSNP`を取得する。SNP取得は１集団を使用した予備的実験で成功しており、他の集団にも同様に適用する。
OMT遺伝子の単離が順調に進んでいるため、これらの遺伝子に対する定量PCR用プライマーを作成し、既存の品種に対して発現解析を行う。また、過去に当研究室で単離済のOMT遺伝子について、その生化学的機能解析を開始する。