タマネギ机能性成分フラボノイドの生产制御因子と関连染色体を特定
ー近縁种シャロットがもつフラボノイド高含有性をネギに导入することで新规の机能性?ストレス耐性品种育成を目指すー
山口大学大学院创成科学研究科（農学系学域）の執行正義教授のグループは、理化学研究所環境資源科学研究センターの平井優美チームリーダーと澤田有司研究員、東北大学大学院生命科学研究科の佐藤修正准教授、かずさDNA研究所ゲノム情報解析施設の平川英樹施設長、東京農業大学の峯洋子教授、田中啓介研究員との共同研究により、フラボノイド低含有性のネギと高含有性を有する近縁種シャロットの掛け合わせから得られた添加系統シリーズを用いて健康機能性や各種ストレス耐性に関与するフラボノイド生合成経路中の代謝物生産と遺伝子発現を網羅的に比較解析しました。その結果、フラボノイド生産に強く関与する染色体と遺伝子を特定しました。
発表のポイント
- 国連が提唱するSustainable Development Goals（SDGs：持続可能な開発目標）中の能力目標3[保健]では、「あらゆる年齢のすべての人々の健康的な生活を確保し、福祉を推進する。」ことが謳われている。特に我が国では、2030年に人口の約1/3が高齢者になると予測され、動脈硬化性疾患、血管疾患、神経変性疾患などの加齢関連疾患が増加すると考えられており、発症する前の段階で加齢に伴って起こる疾患を予防することが重要となる。また、SDGsの能力目標13[気候変動]の中で「気候変動及びその影響を軽減するための緊急対策を講じる」を提唱している。農業分野では、温暖化が進行する中でも、各種の生物的また非生物的ストレスに曝された状況でも健全に生育できる品種の育成が求められる。
- 叶鞘基部のフラボノイドについて低生产性のネギと高生产性のシャロット＊1（図1）の掛け合わせから得られた単一异种染色体添加系统シリーズ＊2（図3）（以下、添加系统シリーズ）を用い、上记の健康机能性や各种ストレス耐性に関与する生合成経路中の代谢产物であるフラボノイドについて、叶鞘基部での生产性が低いネギと高いシャロットの掛け合わせから得られた単一异种染色体添加系统シリーズを用いて代谢物生产と遗伝子発现を网罗的に比较解析した结果、フラボノイド生产に强く関与する染色体と遗伝子を特定した。
- 本研究成果はヒトの健康机能性や植物体のストレス耐性を併せ持つ新たな品种育成に贡献することが期待され、この様なネギ品种が育成されると、厂顿骋蝉の上记の能力目标达成へ贡献できる可能性がある。
论文题目
- 題目：Widely targeted metabolome and transcriptome landscapes of Allium fistulosum–A. cepa chromosome addition lines revealed a flavonoid hot spot on chromosome 5A
- 著者：Mostafa Abdelrahman, Sho Hirata, Yuji Sawada, Masami Yokota Hirai, Shusei Sato, Hideki Hirakawa, Yoko Mine, Keisuke Tanaka, Masayoshi Shigyo
- 雑誌：SCIENTIFIC REPORTS
- 顿翱滨：10.1038/蝉41598-019-39856-1
- 鲍搁尝：
谢辞
本研究は、平成26～28年度日本学术振兴会科学研究费助成事业基盘（叠）「ネギ属バイオリーソースを用いたオミクス统合解析のタマネギ育种への応用（研究课题番号：26292020）」及び平成26年度后期东京农业大学生物资源ゲノム解析センター共同研究の助成を受けたものです。
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【図1】 シャロット
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【図2】 ネギ（左）にシャロット第5染色体を添加した系統（真ん中、右）
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【図3】 シャロット由来の8種類の単一異種染色体をそれぞれもつネギ系統シリーズの形態と染色体像
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【図4】 添加系統シリーズにおけるフラボノイド生合成遺伝子の発現量を示すヒートマップ