2種のMacaranga植物ゲノム解析によりネルボン酸蓄積機構を解明（Genomes of Two Macaranga Plants Reveal Molecular Mechanisms of Nervonic Acid Accumulation）

2026-05-15

2026-05-12 中国科学院（CAS）

中国科学院西双版納熱帯植物園（XTBG）の研究チームは、脳機能維持や神経変性疾患治療への応用が期待される脂肪酸「ネルボン酸（Nervonic acid）」の高蓄積機構を解明した。研究では、Macaranga indica と Macaranga denticulata の2種について初の染色体レベルゲノムを構築し、マルチオミクス解析や系統解析を統合して比較した。その結果、高ネルボン酸種である M. indica では、脂肪酸伸長およびトリアシルグリセロール合成に関わる遺伝子数は少ない一方、発現量が高く、ネルボン酸蓄積に特化した単一の遺伝子制御モジュールを持つことが判明した。対照的に、低蓄積種 M. denticulata は冗長な遺伝子群を保持し、多様な脂質代謝経路に分散していた。また、低温、アブシジン酸（ABA）、リン欠乏がネルボン酸生合成を促進する主要因であることも確認された。研究チームは、本成果がネルボン酸高生産植物の品種改良や産業栽培化に向けた重要な基盤になると期待している。

Macaranga indica (Image by TIAN Bo)

＜関連情報＞

2種のマカランガ属植物の染色体レベルのゲノムは、ネルボン酸蓄積の分子メカニズムに関する知見を提供する The chromosome-level genomes of two Macaranga species provide insights into the molecular mechanism of nervonic acid accumulation

Donghai Li,Qi Qiang,Zhengshan He,Fayi Chen,Baozheng Chen,Yamin Xu,Juan Guo,Junbo Yang,Wenbing Yu,Yaohuan Xu,…
Horticulture Research Published:02 April 2026
DOI:https://doi.org/10.1093/hr/uhag114

Abstract

Nervonic acid (NA) is a monounsaturated fatty acid (FA) with multiple therapeutic and hygienic benefits, and found accumulating in plant seeds. It is essential for developing innovative plant source of NA to elucidate the molecular regulation mechanisms underlying NA biosynthesis and accumulation. We presented high-quality chromosome-level de novo genome assemblies of two contrasting NA-producing plants: high-NA Macaranga indica and low-NA M. denticulata. we found that bothM. indica and M. denticulata retained considerable repetitive sequences, similar chromosome arrangements, analogous regulation models in capsule maturation. Correlated to faster accumulating NA, M. indica streamlined genes and regulators of FA biosynthesis, FA elongation and TAG biosynthesis through three directions: uniform regulators, less analogous and higher expression of genes. In contrast, M. denticulata bequeathed diverse environment response, and more analogous or redundant duplications. Despite their sympatric distribution, the two species showed staggered flowering. Therein, cold, ABA and phosphate starvation were major elicitors to M. indica, and core genes were identified as KCS, PDAT and DGAT. Further resequencing analysis of M. indica revealed geography-specific gene polymorphisms and migration pathways. Our results unveil the differences in NA biosynthesis and accumulation mechanisms between M. indica and M. denticulata. This understanding, combined with insights into cultivating strategies and regional genetic diversity, provides a basis for the domestication and breeding of Macaranga species toward efficient NA production.