ベタレイン合成酵素遺伝子の探索と非ナデシコ属植物での発現解析

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24657026
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 植物分子生物・生理学
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 小関 良宏 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50185592)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: ベタレイン / オシロイバナ / Mirabilis jalapa / L-DOPA / cyclo-DOPA / CYP76AD3 / トランスポゾン

研究概要

未解明のベタレイン生合成系に関わる酵素遺伝子を明らかにするため、オシロイバナ花被について RNA-seq 解析を行なった。特に生合成系の初発の酵素であるチロシンからL-DOPAを合成するステップに注目し、9つの候補酵素cDNAを得た。その中でも赤ビートにおいてL-DOPAからcyclo-DOPAを合成する酵素として報告されたCYP76AD1のホモログであるCYP76AD3について、そのゲノム構造を決定した。さらに黄色地に赤色の斑が入る品種においてCYP76AD3遺伝子にトランスポゾンdTmj1が挿入されていること、これが離脱することによって斑入り模様が生じることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Genetic engineering of yellow betalain pigments beyond the species barrier (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakatsuka, T., Yamada, E., Takahashi, H., Imamura, T., Suzuki, M., Ozeki, Y., Tsujimura, I., Saito, M., Sakamoto, Y., Sasaki, N. and Nishihara, M.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: Vol. 3 ページ: 1970
  • DOI: 10.1038/srep01970.
  • 査読あり
• [学会発表] オシロイバナにおけるベタレイン生合成に関わるCYP76AD3遺伝子のゲノム構造解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木万理子、徳本廣子、宮原平、佐々木伸大、小関良宏
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス
  • 年月日: 2014-03-18
• [学会発表] オシロイバナのベタレイン合成変異体におけるシトクロムP450遺伝子のゲノム構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鈴木万里子、小関良宏、佐々木伸大
  • 学会等名: 日本植物学会第77回大会
  • 発表場所: 北海道大学高等教育推進機構
  • 年月日: 20130013
• [学会発表] オシロイバナにおけるベタレイン色素合成に関わるCYP76AD3遺伝子のゲノム構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鈴木万里子、小関良宏、佐々木伸大
  • 学会等名: 第30回日本植物細胞分子生物学会(札幌)大会・シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学高等教育推進機構
  • 年月日: 2013-09-10
• [学会発表] タバコ培養細胞BY-2を用いたベタレイン色素合成系の確立 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中塚貴司、佐々木伸大、山田恵理、藤田晃平、高橋秀行、今村智弘、鈴木万里子、小関良宏、辻村郁子、齋藤美沙、坂本裕一、西原昌宏
  • 学会等名: 第30回日本植物細胞分子生物学会(札幌)大会・シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学高等教育推進機構
  • 年月日: 2013-09-10
• [備考]
  • URL: http://www.tuat.ac.jp/~ozeky/