遺伝子喪失がセンダン科におけるテルペン多様性を駆動する仕組みを解明(Study Reveals How Gene Loss Drives Terpene Diversity in Meliaceae)

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2026-014-17 中国科学院(CAS)

中国科学院西双版納熱帯植物園および中国科学院昆明植物研究所の研究チームは、センダン科植物におけるテルペン多様性の進化機構を解明した。香木アグライアの高品質ゲノム解析により、系統特異的な全ゲノム三重化(WGT)が確認された一方、テルペン合成遺伝子群はむしろ縮小しているという逆説的現象が判明した。これは、遺伝子の選択的保持と転写活性の増強により補われ、化学多様性が維持・拡大されたためである。さらに転写因子AodERF27が合成酵素遺伝子AodTPS26を制御することが明らかとなり、遺伝子発現制御と二次代謝多様化の直接的関係が示された。本研究は植物代謝進化の新たな理解を提供する。

<関連情報>

アグライア・オドラタの高精度ゲノムアセンブリにより、センダン科植物の進化、テルペンの多様性、および豊富さが明らかになった High-quality genome assembly of Aglaia odorata reveals evolution, terpenes diversity and abundance in Meliaceae

Zhiyu Chen,Xingyu Yang,Tianyu Yang,Xin Yin,Danni Yang,Xuefei Yang,Yunqiang Yang & Yongping Yang
Molecular Horticulture  Published:09 April 2026
DOI:https://doi.org/10.1186/s43897-025-00212-9

遺伝子喪失がセンダン科におけるテルペン多様性を駆動する仕組みを解明(Study Reveals How Gene Loss Drives Terpene Diversity in Meliaceae)

Abstract

Meliaceae species are known for producing diverse metabolites, yet the role of whole-genome duplication (WGD) in shaping this diversity remains unclear. In this study, we analyzed volatile metabolites in Azadirachta indica, Toona ciliata and Aglaia odorata, finding terpenes to be most abundant in A. odorata. A high-quality genome assembly of A. odorata revealed lineage-specific whole-genome triplication (WGT), the first reported in Meliaceae. Comparative genomics indicated extensive chromosomal rearrangements, biased gene retention, gene expression, and long terminal repeat (LTR) insertions during the evolution of subgenomes in Meliaceae, with A. odorata showing subgenome dominance. Despite a reduction in terpene synthase (TPS) gene copies, the specifically highly expression of AodTPS25, AodTPS21, AodTPS24 and AodTPS26 in A. odorata could be crucial for its terpene abundance and diversity through transcriptomics and enzyme assays. Moreover, the ethylene response factor AodERF27 was found to activate AodTPS26, linking transcriptional regulation to terpene diversity. These findings uncovered the genomic and molecular mechanisms in Meliaceae.

細胞遺伝子工学
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