Genomic origin of chemodiversity in medicinal plants

药用植物化学多样性的基因组起源

• 批准号: 19H05652
• 负责人: 齊藤 和季
• 金额: $ 128.63万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-06-26 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H05652/
• 关键词: 薬用植物; ゲノム; メタボローム; トランスクリプトーム; 甘草

本研究は、今後医薬学や医療分野において重要性が増加する薬用資源植物の統合ゲノム科学を推進することを目的とする。特に、漢方処方において重要生薬である「甘草」とその他の薬用植物について薬用成分の生産に関する統合ゲノム科学を推進し、薬用資源植物の化学的多様性のゲノム起源解明に資する。すでに2016年にドラフトゲノム配列を発表した1系統（品種）のウラル甘草について、8本の染色体から構成される全長429メガ塩基対の染色体スケールでほぼ完全につながった高品質ゲノム解読に成功した。甘草ゲノムでは、かつて起こったゲノム重複の痕跡と考えられる染色体間でのシンテニーの存在が認められ、また、同じマメ科に属するタルウマゴヤシや大豆ともシンテニー関係が認められた。グリチルリチンや関連サポニン生合成に関わる酵素遺伝子のほぼ全体が二つの染色体にクラスターとして存在していることが確認された。また、別の薬効成分として知られるイソフラボノイド生合成に関連する遺伝子クラスターも同定された。以上の成果はDNA Research誌に発表した。さらに、ナス科タバコの主要アルカロイドであるニコチン生合成を制御する転写因子をゲノムレベルで解明し、当該遺伝子のゲノム編集によって超低ニコチン含量のタバコを作出した。本成果はPlant Journal誌に発表した。また、薬用植物等から広範なメタボローム情報を収集すると共に、薬用植物等における二次代謝成分の生合成遺伝子と酵素の機能推定も進めた。

This study aims to increase the importance of medical science in the future and to promote the integration of medical resources and plants. In particular, the Chinese prescription contains important biological ingredients such as licorice root and other medicinal plants, and the production of medicinal ingredients is related to the integration of science and the explanation of the origin of the chemical diversity of medicinal resource plants. In 2016, the first system (variety) was successfully developed with a total length of 429 chromosomes and 8 chromosomes. The existence of the chromosome is recognized by the existence of the chromosome, and the existence of the chromosome belongs to the same family. All the enzymes involved in the synthesis of the two chromosomes are identified. For example, the composition of the protein is different from that of the protein, and the protein is different from that of the protein. The results of DNA Research are presented above. In addition, the main components of the gene are the gene synthesis factors, which must be explained in detail when the gene is compiled and the ultra-low gene content is determined. This work was published in Plant Journal. The function estimation of enzymes for secondary metabolic components in plants and plants is also discussed.

项目成果

The challenge of RIKEN CSRS for the establishment of Sustainable Resource Science

RIKEN CSRS对建立可持续资源科学的挑战

• 发表时间: 2023
• 作者: 大川祐樹;貫戸紀子;中??三弥子;藤縄玲子;木塚康彦;原田陽一郎;田村純一;谷口直之;Kazuki Saito
• 通讯作者: Kazuki Saito

The Origin of Plant Chemodiversity - Conceptual and Empirical Insights

植物化学多样性的起源 - 概念和经验见解

• 发表时间: 2020
• 作者: 海寶 大輔;鈴木 秀海;松本 寛樹;豊田 行英;稲毛 輝長;田中 教久;坂入 祐一;中島 崇裕;木内 政宏;本橋 新一郎;中山 俊憲;吉野 一郎;永森收志;Kazuki Saito;Kazuki Saito
• 通讯作者: Kazuki Saito

Genome Assembly and Characterization of Medicinal Plant Sophora Flavescens

药用植物苦参的基因组组装和表征

• 发表时间: 2020
• 作者: Amit Rai ;Yohei Shimizu ;Hideki Hirakawa ;Mami Yamazaki;Kazuki Saito
• 通讯作者: Kazuki Saito

Metabolomics with 15N Labeling for Characterizing Missing Monoterpene Indole Alkaloids in Plants

使用 15N 标记的代谢组学来表征植物中缺失的单萜吲哚生物碱

• DOI: 10.1021/acs.analchem.9b03860
• 发表时间: 2020
• 期刊: Analytical Chemistry
• 影响因子: 7.4
• 作者: Nakabayashi Ryo;Mori Tetsuya;Takeda Noriko;Toyooka Kiminori;Sudo Hiroshi;Tsugawa Hiroshi;Saito Kazuki
• 通讯作者: Saito Kazuki

ネギ属植物のカルスにおける硫黄二次代謝能の解析

葱属植物愈伤组织次生硫代谢能力分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 木佐貫あゆな;浅野孝;藤井勲;斉藤和季;吉本尚子
• 通讯作者: 吉本尚子