抗酸化物質を高生産するトランスジェニック薬用植物の作出

创造产生大量抗氧化剂的转基因药用植物

• 批准号: 11771478
• 负责人: 山崎 真巳
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11771478/
• 关键词: トランスジェニック植物; アントシアニン; アンチオキシダント; 薬用植物; 糖転移酵素; Myc; Myb; WD; 抗酸化物質; MYC; MYB

多くの植物種に広く分布するフラボノイド、アントシアニン、カテキン等のポリフェノール類は、強力な抗酸化活性をもち、活性酸素や種々のオキシダントで引き起こされる疾病を予防する機能を有することが、明らかにされ注目されている。このような抗酸化物質を豊富に含む植物を摂取することで酸化に起因する疾病を予防することが期待される。そこで本研究では、抗酸化物質生産能力の改良を目的とした遺伝子エンジニアリングに用いるための制御因子の探索と解析を行った。植物におけるアントシアニン生合成の制御には、転写制御因子であるMycホモログ、Mybホモログならびに機能の詳細の不明な制御因子WD40因子が関与することが知られている。本研究では、全草においてアントシアニン生産の高発現しているアカジソのように植物からアントシアニン生合成の制御因子を単離し、分子エンジニアリングの材料として用いることを目指して、(1)成分変種特異的に発現する新規Myc遺伝子の探索、(2)アカジソからのWD40ホモログ遺伝子の単離とコードされるタンパク質の機能解析を行った。アカジソとアオジソのmRNAについてディファレンシャルディスプレイを行い、アカジソ特異的に増幅されたPCR産物をプローブとして、アカジソとアオジソの葉の全RNAに対してノーザン解析を行い、2クローンのアカジソ特異的増幅フラグメント(F5RA1-16,F3G1)を得た。シークエンス解析の結果、F3G1は新規であり、F5RA1-16はジヒドロフラボノール4-還元酵素(DFR)cDNAと一致した。さらにF3G1をプローブとしてアカジソ葉cDNAライブラリーをスクリーニングし、全長cDNAを単離した。その結果、F3G1はこれまでに単離されたアントシアニン生合成を制御するMyc様遺伝子と相同性があることが示された。また、アカジソ葉のノーザン解析から、F3G1遺伝子は、アントシアニン生合成遺伝子と同様に光照射によって経時的に誘導されることが示された。このようにF3G1がアントシアニン生合成の発現制御に関与していることが示唆された。また、アカジソから新規WD因子遺伝子を単離し、機能解析を行った。

多酚，例如类黄酮，花青素，儿茶素和其他多酚，它们在许多植物物种中广泛分布，具有强大的抗氧化活性，并且具有预防由活性氧和各种氧化剂引起的疾病的功能，并且吸引了人们的注意。预计摄入诸如此类的富含植物将预防由氧化引起的疾病。因此，在这项研究中，我们研究和分析了用于在基因工程中使用的调节剂，旨在提高抗氧化剂的生产能力。众所周知，转录调节因子，MYC同源物和MYB同源物以及没有已知功能细节的WD40调节因子参与植物中花青素生物合成的调节。在这项研究中，我们分离了植物中的花青素生物合成调节剂，例如红色二钠中的植物，这些调节剂在整个植物的花青素生产中高度表达，并将它们用作分子工程的材料，（1）搜索在组成变体和（2）分析中的新型MYC基因，以及（2）分别分析的（2）分析的（2）分析的wdd and，以及2），以及（2）分析的（2），以及（2）分析的二十二个40群体。编码蛋白的功能分析。 Differential display was performed on the mRNAs of the red-headed and blue-headed syrup, and Northern analysis was performed on the total RNAs of the red-headed syrup and blue-headed syrup were used using the PCR products specifically amplified as probes to obtain two clones of the red-headed syrup and blue-headed syrup and amplified fragments (F5RA1-16, F3G1).序列分析表明，F3G1是新颖的，F5RA1-16与二氢黄酮4-还原酶（DFR）cDNA一致。此外，将F3G1用作筛选红叶cDNA文库的探针，以隔离全长cDNA。结果表明，F3G1与MYC样基因同源，该基因调节了花青素的生物合成，到目前为止已经分离出来。此外，对红色diso叶片的北部分析表明，F3G1基因是通过光照射随着时间的流逝而诱导的，类似于花青素生物合成基因。因此，有人提出F3G1参与了花青素生物合成的调节。此外，从红色卡斯卡迪亚分离出一种新型的WD因子基因，并进行了功能分析。

项目成果

Nakajima,J.,Tanaka,Y.,Yamazaki,M., and Saito,K: "cDNA cloning and gene expression of anthocyanidin synthase from Torenia fournieri."Plant Biotechnology. 17. 331-335 (2000)

Nakajima, J.、Tanaka, Y.、Yamazaki, M. 和 Saito, K：“蓝猪草花青素合酶的 cDNA 克隆和基因表达。”植物生物技术。

M. Yamazaki et al.: "Molecular cloning and biochemical characterization of a novel anthocyanin 5-O-glucosyltransferasw by mRNA differential display for plant forms regarding anthocyanin"J. Biol. Chem.. 274. 7405-7411 (1999)

M. Yamazaki 等人：“通过 mRNA 差异显示对花青素植物形态进行新型花青素 5-O-葡萄糖基转移的分子克隆和生化表征”J.

Z-Z. Gong et al.: "A light-inducible Myb-like gene that is specifically expressed in red Perilla frutescens and presumably acts as a determining factor af the anthocyanin forma"Mol. Gen. Genet.. 262. 65-72 (1999)

Z Z。

Gong,Z.,Yamazaki,M .and Saito,K.: "Critical role of alanine-161 in Delila protein involved in regulation of anthocyanin pigmentation or transcriptional ativation in yeast."Plant Biotechnology. 17. 309-314 (2000)

Kong, Z.、Yamazaki, M . 和 Saito, K.：“Delila 蛋白中丙氨酸 161 的关键作用涉及酵母花青素色素沉着或转录激活的调节。”植物生物技术。

K. Saito et al.: "Direct evidence for anthocyanidin synthase as a 2-oxoglutarate-dependent oxygenase : molecular cloning and functional expression of cDNA from a red forma of Perilla frutescens"Plant J.. 17. 181-189 (1999)

K. Saito 等人：“花青素合酶作为 2-氧化戊二酸依赖性加氧酶的直接证据：来自紫苏红色形式的 cDNA 的分子克隆和功能表达”Plant J.. 17. 181-189 (1999)