木材腐朽菌の進化史：未知系統の探索と宿主材への適応から紐解く多様化過程

• Project/Area Number: 13J09680
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: 森林科学
• Research Institution: National Museum of Nature and Science, Tokyo
• Principal Investigator: 白水 貴 独立行政法人国立科学博物館, 植物研究部, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥4,320,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥720,000); Fiscal Year 2015: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2014: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2013: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 木材腐朽菌 / 多様性 / 未知系統 / 子実体採集 / 分離培養 / 環境DNA解析 / 効率的探索法 / 未知系統探索 / 子実体 / 進化 / アカマツ / アカキクラゲ類

Outline of Annual Research Achievements

木材腐朽性きのこ類の未知系統を効率的に探索する方法の確立を目的とし，子実体採集，分離培養，環境DNA解析の比較を行った．結果，子実体採集，分離培養，環境DNA解析にて11，10，16 OTUが得られ，このうち4，4，6 OTUがそれぞれの方法でのみ検出された．すなわち，これらの3つの方法はきのこ類の多様性探索において相補的であった．また，子実体採集による新規OTU検出数は10回目の調査でほぼ飽和し，分離培養と環境DNA解析でのみ未知の初期分岐系統を3つ検出することができた．
分離培養や環境DNA解析のみで検出されたアカキクラゲ綱の未知系統には，肉眼で見える子実体を形成しないものが含まれている可能性がある．また，アカキクラゲ綱の分子系統解析から，その進化の初期に分岐する系統は背着性や直径1 mm以下のクッション状などの目立たない子実体を形成する傾向が見て取れる．従来の子実体採集に基づく多様性探索では，これらの肉眼で見える子実体を形成しない系統や，子実体が目立たない系統を見落としてきたと考えられる．アカキクラゲ綱以外の担子菌系きのこ類であるハラタケ綱やシロキクラゲ綱においても，その多様性や系統進化に関する研究は主に採集された子実体に基づいて進められてきた．これらのきのこ類の初期分岐系統にも目立つ子実体を欠くものが多く，従来の子実体の目視による探索では重要な系統を検出できていなかった可能性が高い．
本研究の結果から，きのこ類の系統にあっても肉眼で見える子実体を形成せず環境中に潜在している未知系統が存在し，これらが菌類の進化を考えるうえで重要な系統的位置を占めている可能性が見えてきた．「きのこ類は目に見えるもの」という常識にとらわれず，見えない未知系統の探索とその生物学的情報を得るための手法を洗練することで，菌類の生態や進化に関する理解をより深めていくことができるだろう．

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Clark University/UCCOM/DOE Joint Genome Institute(米国)
• [Int'l Joint Research] Institute of Biochemistry(Hungary)
• [Int'l Joint Research] Lund University(Sweden)
• [Int'l Joint Research] University of Oslo(Norway)
• [Int'l Joint Research] Landcare Research(New Zealand)
• [Int'l Joint Research]
• [Journal Article] Comparative genomics of early-diverging mushroom-forming fungi provides insights into the origins of lignocellulose decay capabilities (2016)
  • Author(s): Nagy L.G., Riley R., Tritt A., Adam C., Daum C., Floudas D., Sun H., Yadav J.S., Pangilinan J., Larsson K.-H., Matsuura K., Barry K., Labutti K., Kuo R., Ohm R.A., Bhattacharya S.S., Shirouzu T., Yoshinaga Y., Martin F.M., Grigoriev I.V., Hibbett D.S.
  • Journal Title: Molecular Biology and Evolution Volume: 33 Issue: 4 Pages: 959-970
  • DOI: 10.1093/molbev/msv337
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Early-diverging wood-decaying fungi detected using three complementary sampling methods (2016)
  • Author(s): Shirouzu T., Uno K., Hosaka K., Hosoya T.
  • Journal Title: Molecular Phylogenetics and Evolution Volume: 98 Pages: 11-20
  • DOI: 10.1016/j.ympev.2016.01.015
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] アカキクラゲ綱の分類と生態から見えてきた木材腐朽菌の多様性と進化 (2016)
  • Author(s): 白水貴
  • Journal Title: 日本菌学会会報 Volume: 未定
  • NAID: 130005169280
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Revision of the Massarineae (Pleosporales, Dothideomycetes). (2015)
  • Author(s): Tanaka K, Hirayama K, Yonezawa H, Sato G, Toriyabe A, Kudo H, Hashimoto A, Matsumura M, Harada Y, Kurihara Y, Shirouzu T, Hosoya T
  • Journal Title: Studies in Mycology Volume: 82 Issue: 1 Pages: 75-136
  • DOI: 10.1016/j.simyco.2015.10.002
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Resource utilization of wood decomposers : mycelium nuclear phases and host tree species affect wood decomposition by Dacrymycetes (2014)
  • Author(s): Shirouzu T., Osono T., Hirose D.
  • Journal Title: Fungal Ecology Volume: 9 Pages: 11-16
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 見えないきのこの探索から解き明かす木材腐朽菌の進化史 (2015)
  • Author(s): 白水貴
  • Organizer: 進化群集生態学シンポジウム
  • Place of Presentation: 京都大学（京都府・京都市）
  • Year and Date: 2015-09-25
  • Invited
• [Presentation] ブナ属に寄生するNeohendersonia属菌の分類学的検討（2） (2015)
  • Author(s): 松村美里，加藤航，橋本陽，René K. Schumacher，髙橋由紀子，白水貴，田中和明
  • Organizer: 第59回日本菌学会年次大会
  • Place of Presentation: てんぶす那覇（沖縄県・那覇市）
  • Year and Date: 2015-05-16
• [Presentation] 見えない木材分解者：子実体採集，分離培養，環境DNA解析が明らかにする未知の菌類多様性 (2015)
  • Author(s): 白水貴，宇野邦彦，保坂健太郎，細矢剛
  • Organizer: 第62回日本生態学会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学，鹿児島
  • Year and Date: 2015-03-21
• [Presentation] Three ways to uncover hidden wood decomposers: Dacrymycetes diversity detected by fruit-body, culture and environmental DNA (2014)
  • Author(s): Shirouzu T.
  • Organizer: 10th International Mycological Congress
  • Place of Presentation: Bangkok, Thailand
  • Year and Date: 2014-08-05
  • Invited
• [Presentation] 木材腐朽菌の未知系統を探索する三つの視点：子実体，分離培養，環境DNA解析 (2014)
  • Author(s): 白水貴，宇野邦彦，保坂健太郎，細矢剛
  • Organizer: 第58回日本菌学会年次大会
  • Place of Presentation: サイエンスヒルズこまつ，石川
  • Year and Date: 2014-06-14
• [Presentation] 木材腐朽菌の未知系統を効率的に見つけて, 狙って, 採る方法 (2013)
  • Author(s): 白水貴, 廣瀬大, 谷亀高広
  • Organizer: 第57回日本菌学会年次大会
  • Place of Presentation: 東京農業大学(東京都世田谷区)
  • Year and Date: 2013-06-09
• [Presentation] アカキクラゲ類の多様な"きのこ"はどのように進化してきたのか? (2013)
  • Author(s): 白水貴
  • Organizer: 平成25年度日本菌学会関東支部年次大会
  • Place of Presentation: 日本大学(千葉県船橋市)
  • Year and Date: 2013-04-20
• [Book] 奇妙な菌類――ミクロ世界の生存戦略 (2016)
  • Author(s): 白水貴
  • Total Pages: 232
  • Publisher: NHK出版
• [Remarks] 白水の穴
  • URL: https://sites.google.com/site/ornithomyces/
• [Remarks] 日本産アカキクラゲ類オンライン図鑑
  • URL: https://sites.google.com/site/ornithomyces/zukan