河川アオノリの分子生物地理学的研究および低塩分耐性と形態形成に関する解析

• Project/Area Number: 17687007
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Biodiversity/Systematics
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 嶌田 智 Hokkaido University, 創成科学共同研究機構, 助教 (40322854)
• Project Period (FY): 2005 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥29,510,000 (Direct Cost: ¥22,700,000、Indirect Cost: ¥6,810,000); Fiscal Year 2007: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2006: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000); Fiscal Year 2005: ¥20,150,000 (Direct Cost: ¥15,500,000、Indirect Cost: ¥4,650,000)
• Keywords: 系統進化 / 環境 / ゲノム / 分類学 / 海洋生態

Research Abstract

河川に生育する緑藻アオノリ類に注目し、沖縄県は天然記念物である塩川をはじめとして、小笠原諸島、奄美大島、種子島、九州、四国、本州日本海側、本州太平洋側および北海道の各河川で採集を行い、種多様性、生物地理、形態形成、低塩分耐性に関する研究を行った。
[種多様性解析]河川アオノリはこれまでスジアオノリ1種と考えられていたが、核ITS領域による分子系統解析の結果、河川アオノリとして6種が確認でき、そのうち1種を新種記載した。
[生物地理学的解析]解像度の高い2種類のDNAマーカーを用いて主要な河川アオノリ種であるスジアオノリの生物地理学的解析を行った。その結果、「スジアオノリはごく最近海産ウスバアオノリから分化し、それは進化の過程でたった1度だけで、河川という汽水域に適応した株が四国で誕生し、その株が全国の河川へと分布を拡げていった」という進化ストーリーが考えられた。
[形態形成解析]上記研究で近縁であることが示された海産ウスバアオノリと河川産スジアオノリを海水培養し形態を比較した。その結果、それぞれの種は特定の形態を維持し、形態的な違いが遺伝的に固定されていることが示唆された。
[低塩分耐性解析]沖縄の河川に生育する株を用いて現地の湧水と海水とで培養し、それぞれの培養株からタンパク質を抽出して比較した。現地の湧水で培養した藻体には約20kDのタンパクバンドが特異的に強く発現しており、このタンパク質をコードしている遺伝子を単離したところ、レクチン様遺伝子であることが示唆された。今後は、低塩分耐性に関わる遺伝子群を網羅的に探索し機能推定するなどして、海水から淡水への適応進化に関する遺伝的バックグランドを理解したいと考えている。

Research Products

• [Journal Article] Phylogeography of the genus Ulva (Ulvophyceae, Chlorophyta), with special reference to the Japanese freshwater and brackish taxa. (2008)
  • Author(s): Satoshi Shimada, et. al.
  • Journal Title: Journal of Applied Phycology 20(In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A new species of freshwater Ulva, Ulva limnetica (Ulvales, Ulvophyceae) from the Ryukyu Islands, Japan. (2008)
  • Author(s): Kensuke Ichihara, et. al.
  • Journal Title: Phycological Research 56(accepted (28 Mar. 2008))
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 北海道に生育するアオサ属藻類 (2007)
  • Author(s): 嶌田智、横山奈央子、増田道夫
  • Journal Title: Journal of Japanese Botany 82 Pages: 205-216
  • NAID: 40015647520
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Species diversity and seasonal changes of dominant Ulva species in Mikawa bay deduced from rDNA ITS region sequences (2007)
  • Author(s): Hiroshi Kawai, et. al.
  • Journal Title: Algae 22 Pages: 221-228
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 北海道産アオサ・アオノリ類の分子系統学的研究. (2007)
  • Author(s): 嶌田智ら
  • Journal Title: Journal of Japanese Botany 82 (4)
• [Journal Article] 地下海水を用いた緑藻スジアオノリのタンク養殖. (2007)
  • Author(s): 江端弘樹ら
  • Journal Title: 水産増殖 55 (1)
• [Journal Article] 地下海水を陸上養殖に利用する可能性と問題点ならびに対応策. (2006)
  • Author(s): 江端弘樹ら
  • Journal Title: 日本海水学会誌 60 Pages: 110-118
• [Journal Article] アオノリ属の識別(第2報). (2005)
  • Author(s): 甲田政則ら
  • Journal Title: 関税中央分析諸報 45 Pages: 11-14
• [Journal Article] Morphological and molecular analyses of Ulva and Enteromorpha (Chlorophyta) (2005)
  • Author(s): Shimada S., et al.
  • Journal Title: National History Research 8 Pages: 57-67
• [Presentation] 沖縄県産淡水アオノリの系統分類学的研究と塩濃度依存性遺伝子の単離 (2008)
  • Author(s): 市原健介
  • Organizer: 日本藻類学会
  • Place of Presentation: 東京海洋大学(東京)
• [Remarks]
  • URL: http://www.hokudai.ac.jp/animal/member/Lab.Plant.html