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シャジクモのゲノムと変異体解析から探る植物の多細胞体制の進化過程

研究課題

研究課題/領域番号 18K06382
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分45030:多様性生物学および分類学関連
研究機関神戸大学

研究代表者

坂山 英俊  神戸大学, 理学研究科, 准教授 (60391108)

研究分担者 加藤 将  新潟大学, 人文社会科学系, 特任准教授 (30624738)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード進化 / 比較ゲノム / シャジクモ藻類 / ストレプト植物 / 多細胞体制
研究成果の概要

生体材料として、シャジクモの生態型が異なる複数の系統株を用いた。突然変異原としてEMS(エチルメタンスルホン酸)を用い、シャジクモの葉状体をEMS水溶液に浸漬し変異誘発するための条件検討を実施した。条件検討を重ねた結果、葉状体の形態変異を示す株を単離することができた。また、長期培養株の中から、正常な形態を示さない変異体と思われる株を発見した。これらの形態変異を示す株について詳細な表現型解析、野生株との交配実験、ゲノム配列の比較を進めた。さらに、シャジクモにおける恒常的な遺伝子導入系を確立するため、栄養繁殖器官から葉状体が再生する過程を詳細に解析し、遺伝子導入の実験に関する条件検討を実施した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

陸上植物とシャジクモ藻類の多細胞体制の発生システムにどのような違いがあるのかを特定し、植物多細胞体制の進化過程を解明するためには、単なるゲノム配列比較では不十分であり、シャジクモ等の多細胞体制を持つシャジクモ藻類において遺伝子機能解析を行うことが必要不可欠である。本研究で得られたシャジクモにおける変異体の遺伝学的解析、遺伝子導入に関する知見は、シャジクモでこれまで困難であった遺伝子機能解析を実現するための糸口となると期待される。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] University of Wollongong(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Marburg/Heinrich Heine University/Osnabruck University(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Oxford/University of Leicester(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Maryland/The New York Botanical Garden(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Gregor Mendel Institute(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Gent University(ベルギー)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] New distributional records, taxonomy, morphology, and genetic variations of the endangered brackish-water species Lamprothamnium succinctum (Charales, Charophyceae) in Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Kato, S., Tanaka, J., Tanaka, N., Yokoyama, J., Ito, Y., Fujiwara, Y., Higa, A., Kobayashi, S., Watanabe, M. M. and Sakayama, H.
    • 雑誌名

      Journal of Asia-Pacific Biodiversity

      巻: 14 号: 1 ページ: 15-22

    • DOI

      10.1016/j.japb.2020.09.005

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Induction of sexual reproduction reveals the presence of heterothallic Spirogyra strains (Zygnematophyceae, Streptophyta)2020

    • 著者名/発表者名
      Takano Tomoyuki、Ikegaya Hisato、Nozaki Hisayoshi、Sakayama Hidetoshi
    • 雑誌名

      Phycological Research

      巻: 68 号: 4 ページ: 263-268

    • DOI

      10.1111/pre.12436

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Chara Genome: Secondary Complexity and Implications for Plant Terrestrialization2018

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama, T., Sakayama, H., de Vries, J., Buschmann, H., Saint-Marcoux, D., et al. (他55名)
    • 雑誌名

      Cell

      巻: 174 号: 2 ページ: 448-464

    • DOI

      10.1016/j.cell.2018.06.033

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Transcription factor DUO1 generated by neo-functionalization is associated with evolution of sperm differentiation in plants2018

    • 著者名/発表者名
      Higo, A., Kawashima, T., Borg, M., Zhao, M., Lopez-Vidriero, I., Sakayama, H., et al. (他18名)
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 号: 1 ページ: 5283-5283

    • DOI

      10.1038/s41467-018-07728-3

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 新規培養株を用いた接合藻類アオミドロ属及びシロゴニウム属の分子系統と形態比較2021

    • 著者名/発表者名
      高野 智之・野崎 久義・坂山 英俊
    • 学会等名
      日本植物分類学会第20回大会.オンライン開催(東京)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 兵庫県及び京都府から発見された接合藻類アオミドロ属における一未記載種2021

    • 著者名/発表者名
      高野 智之・野崎 久義・坂山 英俊
    • 学会等名
      日本藻類学会第45回大会.オンライン開催(東京)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 車軸藻類Nitella sonderiとその近縁種の分類学的再検討2020

    • 著者名/発表者名
      谷口ゆりの・Adriana Garcia・坂山 英俊
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会,オンライン開催(名古屋)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 接合藻類アオミドロ属の日本新産種Spirogyra unduliseptumの分類学的再検討2020

    • 著者名/発表者名
      高野 智之・野崎 久義・坂山 英俊
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会,オンライン開催(名古屋)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 接合藻類アオミドロ属の日本新産種における細胞間隔壁の特徴と系統的位置2020

    • 著者名/発表者名
      高野 智之・野崎 久義・坂山 英俊
    • 学会等名
      日本植物分類学会第19回大会、岐阜大学(岐阜)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 接合藻類アオミドロ属の新規培養株についての形態観察及び系統解析2020

    • 著者名/発表者名
      高野 智之・野崎 久義・坂山 英俊
    • 学会等名
      日本藻類学会第44回大会、鹿児島大学(鹿児島)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] プラスチドシグナルとGUN1機能の進化2020

    • 著者名/発表者名
      望月伸悦・坂山英俊・西山智明・長谷あきら
    • 学会等名
      日本植物生理学会第61回年会、大阪大学(吹田キャンパス)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] The genome and ecological evolution of Chara braunii (Charophyceae, Streptophyta)2019

    • 著者名/発表者名
      Sakayama, H. and Nishiyama, T.
    • 学会等名
      The 5th International Volvox Conference, Tokyo
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] First discovery of heterothallic sexuality in the genus Spirogyra using culture strains2019

    • 著者名/発表者名
      Takano, T. and Sakayama, H.
    • 学会等名
      The 5th International Volvox Conference, Tokyo
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 車軸藻類シャジクモ(Chara braunii)とその近縁種の分類学的再検討2019

    • 著者名/発表者名
      坂山 英俊・玉置 千紘・Adriana Garcia・Zhongmin Sun・川井 浩史・西山 智明
    • 学会等名
      日本植物学会第83回大会、東北大学(仙台)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 接合藻類アオミドロ属の西日本産を中心とした新規株の系統解析2019

    • 著者名/発表者名
      高野 智之・野崎 久義・坂山 英俊
    • 学会等名
      日本植物学会第83回大会、東北大学(仙台)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Progress in Streptophyte Algae Genomics and Genetics2019

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama, T., Kamada, H., Kasahara, M., Sakayama, H., Tsuchikane, Y. and Sekimoto, H.
    • 学会等名
      Plant and Animal Genome XXVII Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] シャジクモ(Chara)属 Charopsis 節の分類学的再検討2019

    • 著者名/発表者名
      玉置千紘・Adriana Garcia・Zhongmin Sun・Wuttipong Mahakham・川井浩史・坂山英俊
    • 学会等名
      日本藻類学会第43回大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] The genome and ecological evolution of a cosmopolitan freshwater alga Chara braunii (Charales, Streptophyta)2018

    • 著者名/発表者名
      Sakayama, H., Kato, S. and Nishiyama, T.
    • 学会等名
      East Asian Plant Diversity and Conservation 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シャジクモ細胞膜リン酸輸送体の分子機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      三村徹郎・大西美輪・村西直樹・藤原ひとみ・石崎公庸・深城英弘・西山智明・坂山英俊・Reid Rob J.・且原真木
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] NIMA関連キナーゼファミリーによる細胞伸長制御の進化的な保存性2018

    • 著者名/発表者名
      橋爪駿・高谷彰吾・日渡祐二・坂山英俊・西山智明・髙橋卓・本瀬宏康
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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