シロイヌナズナにおけるバイオケミカルパニングとメタボロミクス

拟南芥生化淘选和代谢组学

基本信息

批准号：
14658183
负责人：
斉藤和季
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

フラボノイドはもっとも広く知られる有用天然物の一つである。フラボノイド生合成研究分野においては、各反応を触媒する酵素の遺伝子が単離されており、それらの機能や発現様式についての解析が進められている。しかし、フラボノイドの蓄積に直接関わる遺伝因子の解明は極めて不十分である。本研究では、ポストゲノム科学におけるモデル植物の一つであるシロイヌナズナのゲノム内に、近傍遺伝子を過剰発現させるエンハンサーを有するT-DNAをランダムに挿入したアクティベーションタグラインを用いて、代謝物プロファイルに基づくフラボノイド蓄積量の変化した変異株のスクリーニングを行った。これにより得られた変異株の解析から、フラボノイド生合成系の制御に関する因子などの情報を得ることができると考えられる。7000以上のシロイヌナズナアクティベーションタグラインについて、フラボノイドを測定対象として確立したハイスループットHPLC分析系を用いて、フラボノイド蓄積量の変化した変異株のスクリーニングを行った。その結果、ケンフェロール配糖体低蓄積優性変異株(No.4942)およびアントシアニン誘導体高蓄積優性変異株(SY875)を得た。さらに、シロイヌナズナの野生型株及びNo.4942株のロゼット葉および根を採取し、LC/PDA/MSを用いて詳細な代謝物分析を行った。その結果変異株では、ケンフェロール配糖体およびケェルセチン配糖体の著しい蓄積量減少が観察された。現在、挿入部位を特定し原因遺伝子の同定を行っている。さらにこの変異体について、DNAチップを用いたトランスクリプトーム解析を行う。メタボロミクスとトランスクリプトミクスの統合により、シロイヌナズナにおけるフラボノイド産生及び蓄積に関与する網羅的な遺伝子機能解明が可能であると考えられる。

类黄酮是最广为人知和最有用的天然产品之一。在类黄酮生物合成研究领域，已经分离出催化每个反应的酶的基因，对其功能和表达模式进行了分析。但是，直接参与类黄酮积累的遗传因素极为不足。在这项研究中，我们使用激活标签线筛选了基于代谢物谱的改变类黄酮积累的突变体，其中将带有附近基因的增强子的T-DNA随机插入拟南芥的基因组，这是拟南芥的基因组，这是基因组后科学中的模型植物之一。可以认为这提供了信息，例如与获得的突变菌株分析相关的类黄酮生物合成系统的因素。使用高通量HPLC分析系统，将超过7,000个拟南芥激活标签线筛选出具有改变类黄酮积累的突变菌株，该系统已建立的类黄酮作为测量目标。结果，获得了Kaempferol糖苷的低积累显性突变体（第4942号）和花色苷衍生物高积累显性突变体（SY875）。此外，收集了拟南芥野生型菌株和第4942号的玫瑰花结叶和根，并使用LC/PDA/MS进行了详细的代谢物分析。结果，在突变菌株中观察到kaempferol糖苷和kercetin糖苷的积累显着减少。当前，识别插入位点并确定了病因基因。此外，使用DNA芯片对该突变体进行转录组分析。人们认为代谢组学和转录组学的整合能够全面阐明与类黄酮生产和拟南芥积累相关的基因功能。