ナス科植物ステロイドグリコアルカロイドの化学進化

茄科植物甾体配糖生物碱的化学演化

• 批准号: 19J10750
• 负责人: 秋山 遼太
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J10750/
• 关键词: 二次代謝産物; アルカロイド; ステロイドグリコアルカロイド; SGA; ナス属; トマト; ジャガイモ; DOX

本研究では、ナス科植物で生産される含窒素ステロイド配糖体であるステロイドグリコアルカロイド (SGA)の構造多様性に着目し、植物がなぜ・どのようにして多様な代謝産物を生産するのかを明らかにすることを目的としている。これまでに、DPSがジャガイモにおけるソラニダンSGAであるα-ソラニン生合成の鍵酵素遺伝子であることを明らかにしている。さらに、ソラニン型SGAを生産しないトマトにもDPSに高い相同性を示す遺伝子が1つだけ存在し、本遺伝子の組換え酵素はDPSと同様の活性を示した。また、この遺伝子はトマトにおいてほとんど発現しておらず、遺伝子発現制御がSGAプロファイルの差を生む重要な要因であると考えられる。ジャガイモではDPS遺伝子に高い相同性を示す遺伝子が多数ゲノム上にタンデムに並んで存在している。このことからジャガイモの進化の過程でDPS祖先遺伝子の重複が起こり、高発現するDPSを獲得しソラニダンSGAを生産するに至ったと考えられる。本年度は、DPSの遺伝子の進化的起源をさらに考察するためにナス属の作物であるナスのゲノムを調査した。その結果ナスにもDPSに高い相同性を示す遺伝子が1つ存在し、その遺伝子はほぼ発現していないことが明らかとなった。組み替えの機能解析の結果、DPSと同様の活性を示した。ナスとトマト/ジャガイモの種分化はナス属の種分化の中で最も古くに起こったイベントであると考えられているため、DPSの祖先遺伝子はナス属の進化の基部において既に存在していたことが示唆された。DPSの同定および以上の結果等をまとめて論文を投稿し受理された。

This study で は, ナ ス families で production plant さ れ る element including smothering ス テ ロ イ ド glycoside で あ る ス テ ロ イ ド グ リ コ ア ル カ ロ イ ド (SGA) の construct multiple others に し, plants が な ぜ · ど の よ う に し て many others を な metabolites production す る の か を Ming ら か に す る こ と を purpose と し て い る. こ れ ま で に, DPS が ジ ャ ガ イ モ に お け る ソ ラ ニ ダ ン SGA で あ る alpha ソ ラ ニ ン biosynthesis の traces of key enzyme 伝 son で あ る こ と を Ming ら か に し て い る. Type さ ら に, ソ ラ ニ ン SGA を production し な い ト マ ト に も high DPS に い identity を shown す heritage 伝 son が 1 つ だ け し, this legacy 伝 son の は DPS と with others in groups in え enzyme の active を shown し た. ま た, こ の posthumous son 伝 は ト マ ト に お い て ほ と ん ど 発 now し て お ら ず, but 伝 発 now suppression が SGA プ ロ フ ァ イ ル の born poor を む important な by で あ る と exam え ら れ る. ジ ャ ガ イ モ で は DPS posthumous son 伝 に high い identity を shown す heritage 伝 son が most ゲ ノ ム on に タ ン デ ム に and ん で exist し て い る. こ の こ と か ら ジ ャ ガ イ モ の の evolution process で DPS ancestral heritage 伝 son の repeat が up こ り, high 発 now す る DPS を get し ソ ラ ニ ダ ン SGA を production す る に to っ た と exam え ら れ る. This year は, DPS の but 伝 の evolutionary origin を さ ら に investigation す る た め に ナ ス is の crops で あ る ナ ス の ゲ ノ ム を survey し た. そ の results ナ ス に も high DPS に い identity を shown す heritage 伝 が 1 つ exist し, そ の posthumous son 伝 は ほ ぼ 発 now し て い な い こ と が Ming ら か と な っ た. The <s:1> function analysis <e:1> results of the group み, the similar <s:1> activity を of the DPSと, are shown as <s:1> た. ナ ス と ト マ ト / ジ ャ ガ イ モ の differentiation of は ナ ス の species differentiation の で the most ancient く も に up こ っ た イ ベ ン ト で あ る と exam え ら れ て い る た め, DPS の ancestors survived 伝 は ナ ス の is の evolution base に お い て に exist both し て い た こ と が in stopping さ れ た. DPS <s:1> confirms および, the above <s:1> results, etc. をまとめて papers を are accepted for submission by を された.

项目成果

Characterization of steroid 5α-reductase involved in α-tomatine biosynthesis in tomatoes

• DOI: 10.5511/plantbiotechnology.19.1030a
• 发表时间: 2019-12-01
• 期刊: PLANT BIOTECHNOLOGY
• 影响因子: 1.6
• 作者: Akiyama, Ryota;Lee, Hyoung Jae;Mizutani, Masaharu
• 通讯作者: Mizutani, Masaharu

ジャガイモのソラニン生合成におけるソラニダン骨格形成機構の解明

阐明马铃薯龙葵素生物合成中龙葵素骨架的形成机制

• 发表时间: 2019
• 作者: 秋山遼太;中安大;李栄宰;加藤純平;梅基直行;渡辺文太;村中俊哉;斉藤和希;杉本幸裕;水谷正治
• 通讯作者: 水谷正治