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的有用天然产品之一。在类黄酮生物合成研究领域，催化各种反应的酶基因已被分离出来，并正在分析其功能和表达模式。然而，人们对直接参与类黄酮积累的遗传因素知之甚少。在这项研究中，我们使用了一个激活标签线，其中带有过度表达邻近基因的增强子的T-DNA被随机插入到拟南芥的基因组中，拟南芥是后基因组科学中的模型植物之一，我们筛选了类黄酮积累发生改变的突变株。基于以下内容。据认为，通过对以此方式获得的突变菌株的分析，可以获得与类黄酮生物合成系统的调节相关的因素的信息。使用已建立的测量类黄酮的高通量 HPLC 分析系统，对 7000 多个拟南芥激活标签系进行了类黄酮积累改变的突变菌株的筛选。结果，获得了山奈酚糖苷积累量低的显性突变株(No.4942)和花青素衍生物积累量高的显性突变株(SY875)。此外，收集拟南芥野生型菌株和4942号菌株的莲座叶和根，并使用LC/PDA/MS进行详细的代谢物分析。结果，在突变菌株中，观察到山奈酚糖苷和槲皮素糖苷的积累显着减少。我们目前正在确定插入位点并确定致病基因。此外，我们将使用 DNA 芯片对该突变体进行转录组分析。通过整合代谢组学和转录组学，可以全面阐明拟南芥中参与黄酮类化合物产生和积累的基因的功能。