2012 Fiscal Year Annual Research Report
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24380024
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Iwate Biotechnology Research Center |
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Principal Investigator |
西原 昌宏 公益財団法人岩手生物工学研究センター, 細胞工学研究部, 研究部長 (20390883)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中塚 貴司 公益財団法人岩手生物工学研究センター, 細胞工学研究部, 主任研究員 (60435576)
高橋 秀行 公益財団法人岩手生物工学研究センター, 細胞工学研究部, 主任研究員 (00455247)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 植物 / 遺伝子 / 花色 / フラボノイド / ゲノム / リンドウ / 転写因子 / トランスポゾン |
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| Research Abstract |
リンドウ花弁で発現する遺伝子を網羅的に探索するためにリンドウ花弁の均一化cDNAライブラリーを構築し、次世代シークエンスによる解析を行った。さらに、葉、茎、根等の器官の混合RNAより完全長cDNAライブラリーを構築し解析に供試した。得られた配列情報を用いて、これまで未同定であったPAL, C4H, 4CL等のフラボノイド生合成の上流遺伝子を特定した。さらに、P450, GT, MYB等の花色発色に関わると推定される遺伝子類の情報を取得した。またトウモロコシのP1オルソログであるR2R3MYB転写因子遺伝子
(GtMYBP3、GtMYBP4)についてはプロモーターアッセイ、組換え植物を用いた解析を進め、リンドウ花弁におけるフラボノイド生合成の初期段階の制御に関与することを解明した。花で機能するP1タイプMYB遺伝子はこれまで機能解析されておらず、学術的に意義が大きいものである。
ピンク花リンドウを用いて花色変異の解析を行った結果、新規のトランスポゾン様配列が複数同定された。1つはF3'5'丑遺伝子のexon1に挿入されたTy1-copiaタイプのレトロトランスポゾンであった。本配列は両端に160bpのLTR配列を有し、Gag-po1タンパク質をコードしていた。また別系等では同様にF3'5'H遺伝子のexon1に7kbpの挿入配列が同定された。構造からEn/Spmタイプのトランスポゾンと推定された。白花系統についても解析を進め、GtMYB3遺伝子のコーディング領域、302遺伝子のプロモーター領域にそれぞれトランポゾン様配列の挿入が認められた。
リンドウ花弁に蓄積するフラボン色素を精製し、NMRによる構造決定を行った結果、1つはC-グルコシルフラボンであるisoorientinであることが判明した。さらに、Q-TOF-MS解析によりエゾリンドウ花弁で蓄積している代謝物の網羅的解析を行った。
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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
リンドウ花弁のESTライブラリーを作成し、フラボノイド生合成に関わる新規転写因子遺伝子を同定した。
さらに、花色変異体において新規トランスポゾン様配列を複数同定できた。エゾリンドウ花弁におけるメタボローム解析を行った。また、花弁におけるフラボンの構造解析を行った。現在、フラボン配糖化酵素の探索を進めており、研究はおおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、リンドウ花色の生合成に関わる新規遺伝子の探索、色索構造の決定、トランスポゾンによる花色変異メカニズムの解明を続ける。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
初年度はリンドウの花弁色素の構造解析は予備的結果にとどまったため、配糖化酵素遺伝子の単離には至らなかった。次年度、色素の分画、構造解析を詳細に進め、発現解析のデータ等から酵素遺伝子の単離を実施する。また、大腸菌等で組換えタンパクを発現させ、活性測定を実施し、新規配糖化酵素遺伝子の獲得を目指す。ESTから得られた新規転写因子遺伝子の解析も同時に遂行する。
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[Journal Article] Isolation and characterisation of GtMYBP3 and GtMYBP4, orthologues of R2R3-MYB transcription factors that regulate early flavonoid biosynthesis, in gentian flowers.2012
Author(s)
Nakatsuka, T., Saito, M., Yamada, E., Fujita, K., Kakizaki, Y. and Nishihara, M
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Journal Title
Journal of Experimental Botany
Volume: 63
Pages: 6505-6517
DOI
Peer Reviewed
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