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。

研究表明，黄酮类、花青素、儿茶素等多酚类化合物广泛分布于多种植物物种中，具有很强的抗氧化活性，具有预防活性氧和各种氧化剂引起的疾病的能力。摄入富含此类抗氧化剂的植物有望预防氧化引起的疾病。因此，在本研究中，我们寻找并分析了用于基因工程的调控因子，旨在提高抗氧化生产能力。植物中花青素生物合成的调节已知涉及转录调节因子Myc同源物和Myb同源物，以及WD40因子，该因子的功能尚不清楚。在本研究中，我们旨在从全株花青素产量较高的植物中分离出花青素生物合成的调节因子，并利用它们作为分子工程的材料，寻找一种新的Myc基因进行表达。 ，（2）从日本红草中分离出WD40同源基因，并分析其编码蛋白的功能。对紫苏、果皮的mRNA进行差异显示，以特异扩增的PCR产物-16，F3G1为探针，对茛苕、苋菜叶的总RNA进行Northern分析。 ）。序列分析结果显示，F3G1 是新的，F5RA1-16 与二氢黄酮醇 4-还原酶 (DFR) cDNA 匹配。此外，我们使用F3G1作为探针筛选Academia叶cDNA文库并分离出全长cDNA。结果表明，F3G1 与先前分离的控制花青素生物合成的 Myc 样基因同源。此外，Academia 叶子的 Northern 分析表明，F3G1 基因与花青素生物合成基因一样，随着时间的推移，会被光照射诱导。这些结果表明F3G1参与调节花青素生物合成的表达。此外，我们还从红斑木贼中分离出一个新的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)