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植物陸上進出の鍵を握る接合藻類アオミドロ属の属内系統関係の全貌解明

Research Project

Project/Area Number 20J11534
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 45030:Biodiversity and systematics-related
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

高野 智之  神戸大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2020-04-24 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2021: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsアオミドロ / 接合藻類 / 分子系統解析 / 分類学
Outline of Research at the Start

アオミドロ属が含まれる接合藻類は近年の分子系統解析の結果、陸上植物の姉妹群になると考えられており緑藻類と陸上植物の間をつなぐ生物群として重要である。しかしながら、接合藻類内の系統関係は不明な点が多い。その中でもアオミドロ属においては有性生殖の観察が困難であるため種同定された株数が限られており、属内の系統関係は十分に判明してはいない。本研究はアオミドロ属内の正確な系統関係を解明することを目的とし、そのために野外調査による新規培養株確立と、有性生殖誘導法による形態観察及び次世代シーケンサーによる多遺伝子配列解読を組み合わせた解析を行うことでアオミドロ属の系統関係を明らかとする。

Outline of Annual Research Achievements

本年度はこれまで確立したアオミドロ類(アオミドロ属、シロゴニウム属及びテムノギラ属)培養株に対して寒天培地上で培養する手法と窒素源を減少させた培地で培養する有性生殖誘導法を試みた。その結果、日本産アオミドロ類は秋山ら(日本淡水藻図鑑、1977)が報告していた84種に加え日本新産13種と未記載種4種の存在が明らかとなった。それらのうち主要な系統にアメリカやイギリスなど海外の培養株保存施設から入手したアオミドロ類培養株を加えた41系統を系統解析に用いた。次世代シーケンサーを用いて得られたデータから葉緑体ゲノムをアセンブルし、葉緑体タンパク質をコードした88遺伝子のCDSを抽出した。それに基づく系統解析の結果、アオミドロ類の各クレード間の系統関係は高い統計的支持率で示され、シロゴニウム属とテムノギラ属の種はアオミドロ属のクレードに含まれた。また、祖先形質推定によってアオミドロ類はアオミドロ型の有性生殖様式を示す祖先からシロゴニウム型とテムノギラ型にそれぞれ独立に進化したものと推測された。それらの結果を踏まえ、アオミドロ類3属はすべてアオミドロ属に帰属させるべきであると結論した。
また、アオミドロ類の多くは2つの配偶子が接合して接合胞子を形成するが、一部の種は接合胞子の代わりに単一の配偶子から不動胞子を形成する。本研究で、静岡県下田市の水田から確立した培養株は、接合誘導すると不動胞子を形成した。この不動胞子には不規則な細孔模様が観察され、胞子嚢が膨張する点で他の不動胞子を形成するアオミドロ類とは区別された。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Induction of sexual reproduction reveals the presence of heterothallic Spirogyra strains (Zygnematophyceae, Streptophyta)2020

    • Author(s)
      Takano Tomoyuki、Ikegaya Hisato、Nozaki Hisayoshi、Sakayama Hidetoshi
    • Journal Title

      Phycological Research

      Volume: 68 Issue: 4 Pages: 263-268

    • DOI

      10.1111/pre.12436

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 日本産アオミドロ類(ストレプト植物門・ホシミドロ藻綱)の形態比較及び分子系統解析2022

    • Author(s)
      高野智之、野崎久義、坂山英俊
    • Organizer
      日本植物分類学会第21回大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] アオミドロ類(ストレプト植物門・ホシミドロ藻綱)の葉緑体ゲノム解読に基づく分子系統解析及び一未記載種2022

    • Author(s)
      高野智之、野崎久義、坂山英俊
    • Organizer
      日本藻類学会第46回大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] アオミドロ類(接合藻類ストレプト植物門)の接合形態比較及び分子系統解析2021

    • Author(s)
      高野智之、野崎久義、坂山英俊
    • Organizer
      日本植物学会第85回大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 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

    • Author(s)
      高野智之、野崎久義、坂山英俊
    • Organizer
      日本植物分類学会第20回大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 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

    • Author(s)
      高野智之、野崎久義、坂山英俊
    • Organizer
      日本藻類学会第45回大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 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

    • Author(s)
      高野智之、野崎久義、坂山英俊
    • Organizer
      日本植物学会第84回大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

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Published: 2020-07-07   Modified: 2024-03-26  

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