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Elucidation of the Origin and co-evolution process of symbiosis between cnidarian animal and green algae

Research Project

Project/Area Number 16K07465
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Evolutionary biology
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

Kobayakawa Yoshitaka  九州大学, 基幹教育院, 教授 (20153588)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 舘田 英典  九州大学, 理学研究院, 教授 (70216985)
楠見 淳子  九州大学, 比較社会文化研究院, 准教授 (20510522)
Research Collaborator Miyokawa Ryou  
Kanaya Hiroyuki  
Tuda Takuya  
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2018: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Keywordssymbiosis / cnidaria / green algae / Hydra / Chlorella / Chlorococcum / horizontal transmission / ヒドラ / 緑藻 / クロロコッカム / 共生 / 水平伝播 / トランスクリプトーム解析 / 形質比較 / 宿主/共生体の関係特異性 / 水平伝搬 / トランスクリプトームの比較 / 形質変化 / 共進化
Outline of Final Research Achievements

We carried out experiments to exchange endosymbiotic chlorellae between two different strains of green hydra which has established stable symbiotic relation between chlorella so long period. By analyzing the change in the trait and gene expression pattern of the host hydra by the exchange, it was clarified the specificity of the combination of host/symbiont.
Particular strain (J10) of hydra in the early state of symbiosis with chlorococcum is known only from Japan. We clarified that the chlorococci can escape from endodermal epithelial cells of host J10 strain hydra to the environmental water and can transmit horizontally to some other strain of non-symbiotic hydra. In particular strain of vulgaris geroup hydra (105 & SW strain), the transmitted chlorococci have established stable symbiotic relation with the host hydra. Then, we analyzied the change in the trait and gene expression pattern of the host hydra (105 statin) by the symbiosis with the horizontally transmitted chlorococci.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

グリーンヒドラとクロレラの共生関係は、緑藻と刺胞動物の共生のモデル系として古くから研究されてきていた。その起源の古さから、宿主のヒドラと共生クロレラの共進化や宿主/共生体の組み合わせ特異性が推測される。本研究において、共生クロレラを入れ換える実験系を確立し、解析を進めたことは共生の研究を一段階進めたという意義がある。
また、日本特産のクロロコッカムと共生の初期状態にあるヒドラ(J10系統)を用いて共生体の水平伝播が起こることを明らかにし、緑藻と共生をしていなかったヒドラが新しくクロロコッカムを共生させるときの形質と遺伝子発現の変化を解析したことは、共生の初期状態の研究の先駆けとなる。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (5 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Horizontal Transmission of Symbiotic Green Algae Between Hydra Strains2018

    • Author(s)
      Miyokawa R., Tsuda T., Kanaya H. J., Kusumi J., Tachida H., and Kobayakawa Y.
    • Journal Title

      Biol. Bull.

      Volume: 235 Issue: 2 Pages: 113-122

    • DOI

      10.1086/703774

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] グリーンヒドラとクロレラの共生関係の特異性について2018

    • Author(s)
      御代川涼、戸川 優弥子、 山口淳也、 楠見淳子、小早川義尚
    • Organizer
      第20回日本進化学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒドラにおける共生クロロコッカムの水平伝播と遺伝子発現変動解析2018

    • Author(s)
      御代川涼、津田卓也、金谷啓之、楠見淳子、舘田英典、小早川義尚
    • Organizer
      日本動物学会第 89 回大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 共生緑藻 (Chlorococcum sp.) のヒドラポリプ間での水平伝播2017

    • Author(s)
      御代川涼・津田卓也・金谷啓之・楠見淳子・舘田英典・小早川義尚
    • Organizer
      日本動物学会九州支部第70回大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] クロロコッカムとヒドラの水平伝播での共生関係構築における遺伝子発現変動解析2017

    • Author(s)
      御代川涼・津田卓也・ 楠見淳子・舘田英典・小早川義尚
    • Organizer
      日本遺伝学会第89回大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] グリーンヒドラ-共生緑藻の組み合わせの特異性について2016

    • Author(s)
      戸川優弥子、山口淳也、小早川義尚
    • Organizer
      日本動物学会九州地区大会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学
    • Year and Date
      2016-05-27
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Book] Algal and Cyanobacteria Symbiosis (9章 SYMBIOSIS BETWEEN GREEN ALGAE AND HYDRA)2017

    • Author(s)
      Yoshitaka Kobayakawa
    • Total Pages
      23
    • Publisher
      World Scientific
    • Related Report
      2016 Research-status Report

URL: 

Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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