| Project/Area Number |
21K19286
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 45:Biology at organismal to population levels and anthropology, and related fields
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
岡根 泉 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (60260171)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小野 義隆 茨城大学, 教育学部, 特命研究員 (90134163)
山岡 裕一 筑波大学, 生命環境系, 教授 (00220236)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | 分子系統解析 / DNA塩基配列 / MIG-seq法 / Phyllosticta / サビキン / 集団遺伝学 / 植物絶対寄生菌 / 植物内生菌 / さび病菌 / ゲノムワイド / 研究領域拡大 |
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| Outline of Research at the Start |
植物絶対寄生菌の主な研究材料は宿主上の菌体標本であり、材料の質・量の確保が限定的である。古い基準標本ではDNAの断片化、熱帯性の菌では雑菌汚染により塩基配列解読が困難なケースが多い。本研究では、PCRによってゲノム縮約ライブラリーを構築し、次世代シーケンサーによる塩基配列分析で一塩基多型解析等を行うために開発されたMIG-seq法を植物絶対寄生菌のサビキンに適用し、ゲノムワイドな塩基配列情報に基づく系統復元を行う。さらに、MIG-seq法の改良を検討し、既知種の30％に止まる菌類のDNA情報の拡充と、ゲノムワイドな情報に基づく分子系統学、集団遺伝学、系統地理学への研究領域拡大を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
筑波大学菌類標本庫（TSH）および茨城大学菌類標本庫（IBA；一部はTSHに移管済み）に収蔵されている植物絶対寄生菌であるさび病菌（サビキン）の乾燥標本合計約36,000点のうち、分類群を考慮して選抜した約650標本のDNAサンプルの一部、ならびにそれ以外の収集標本から得られたDNAサンプル計249サンプルについて、MIG-seq法（Suyama & Matsuki, 2015）用にゲノム中のマイクロサテライト領域を標的として設計された16種のプライマー（フォワードおよびリバーズプライマー各8プライマー）で第1次ポリメラーゼ連鎖反応（PCR）を実施した。その結果、良好な増幅が確認されたサンプルは24サンプルのみであった。供試材料には比較的新鮮なサンプルも加えて供試したが、MIG-seq用に設計されたユニバーサルプライマーのサビキンへの適用については今後の検討が必要であると判断された。
一方、インドネシアおよび日本に生育する多様な植物の生葉から内生菌として分離・培養された汎存的で宿主広範性の子嚢菌であるPhyllosticta capitalensis（Phyllostictaceae, Botryosphaeriales）の309株についてMIG-seq法を適用し第1次PCRを実施したところ、306株において良好なPCR産物の増幅が確認された。本菌については、今後MIG-seq法によるゲノムワイドなDNAシーケンス情報を取得することで、種内の系統関係および集団遺伝学的解析が可能と判断された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究課題において重点的な研究対象としていたサビキンについては、これまでのところMIG-seq法は適用についてはさらなる条件検討およびユニバーサルプライマーの再検討を含めた抜本的な見直しの必要性が示唆された。引き続き検討を行っていきたい。その一方で、汎存的で宿主広範性であることが知られる植物内生菌Phyllosticta capitalensis（Phyllostictaceae, Botryosphaeriales）を供試したところ、MIG-seq法の第1次PCRにおいて良好な結果が得られた。今後、次世代シーケンサーによる解析を進めることによりMIG-seq法の適用に問題ないことが確認されれば、ゲノムワイドな塩基配列情報に基づく本種の研究領域拡大に向けた検討を進めていきたい。
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| Strategy for Future Research Activity |
汎存的で宿主広範性であることが知られる植物内生菌Phyllosticta capitalensis（Phyllostictaceae, Botryosphaeriales）の研究領域の拡大へ向けたMIG-seq法の適用が確認された。本法によるゲノムワイドな塩基配列情報が得られれば、熱帯から冷温帯にかけて世界に広く分布し、内生的に定着する植物も多様である本種の宿主と連関する種内での系統関係や生物系統地理学的特徴、あるいは集団遺伝学的解析に基づく本種の分散拡大経路などの解明にもつながることが期待される。今後は、本種を主体としてMIG-seq法による解析を進めると同時に、引き続き、サビキンについても本法の適用による研究領域拡大を目指した検討を行っていきたい。
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