2017 Fiscal Year Annual Research Report
Host parasite interactions between phytoplankton and diverse fungi: Dynamics of infectious disease in a changing world
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16H02943
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| Research Institution | Toho University |
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Principal Investigator |
鏡味 麻衣子 東邦大学, 理学部, 准教授 (20449250)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
出川 洋介 筑波大学, 生命環境系, 助教 (00311431)
朴 虎東 信州大学, 学術研究院理学系, 教授 (20262686)
千賀 有希子 東邦大学, 理学部, 准教授 (30434210)
辻 彰洋 独立行政法人国立科学博物館, 植物研究部, 研究主幹 (40356267)
伴 修平 滋賀県立大学, 環境科学部, 教授 (50238234)
田辺 雄彦 筑波大学, 藻類バイオマスエネルギーシステム開発研究センター, 主任研究員 (80391126)
細井 祥子 (田辺祥子) 滋賀県立大学, 環境科学部, 准教授 (80423226)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 生物多様性 / 環境変動 / 微生物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物プランクトンと菌類の遺伝子レベルでの対応関係（宿主特異性）をSingle Cell PCRおよび次世代シークエンス解析により網羅的に解析した。その結果、宿主である植物プランクトン１種類に複数の菌類が寄生していることが明らかとなった。さらに、植物プランクトン１細胞レベルにおいても、複数の菌類が２重に寄生して存在していることが次世代シークエンス解析から明らかとなった。複数の菌類が植物プランクトン１細胞に寄生しているというよりは、植物プランクトンに寄生している菌類に寄生する菌類（Hyperparasite)が存在する可能性が高い。
宿主である植物プランクトンの遺伝子型を解析したところ、１種と考えていた緑藻類が２種であったことが判明し、スペシャリスト（１種の宿主にしか寄生していない）と考えていた菌類は、複数の植物プランクトンに寄生するジェネラリストである結果に覆った。菌類の宿主特異性を感染実験により検証した結果、遺伝子レベルで明らかとなったスペシャリストとジェネラリストの存在が裏付けられた。
藻類のツボカビによる寄生率の季節変動を調べ、環境要因との関係を解析した。印旛沼では、ツボカビの密度の変動には動物プランクトンの中でもワムシが関与している可能性が浮かび上がってきた。ドイツの湖沼においても、ツボカビの寄生率には動物プランクトンが影響している可能性が高いことが明らかとなった。野外操作実験の結果、動物プランクトンのうち、ケンミジンコとミジンコといった大型の甲殻類動物プランクトンよりも、ワムシや原生生物など小型の動物プランクトンがツボカビの寄生率に影響を与える可能性が出てきた。これらの結果をふまえ、環境要因と感染症動態の関係を長期変動データを用いてより詳細に解析するとともに、数理モデルを構築し、感染症の動態に動物プランクトンが影響しうる条件について検討している。
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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
印旛沼に加え、ドイツの湖沼で季節変動を調べ、両者を比べることで、ツボカビ感染症をより一般化して解析できる機会となった。次世代シークエンサーを用いた解析や、感染実験など予想以上に進展した一方で、ドイツの湖沼での調査とデータ取得に時間がかかり、解析や論文執筆は予定よりも遅れた。
予定していた菌類のゲノム解析は、培養系から十分なDNA量を得られない、もしくはバクテリアなど他の生物が混入していることが原因で、試料の調整がうまくいかず、解析が進まなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
ドイツの湖沼で得られたデータは貴重であり、今後データの解析を共同で行うことで論文執筆と公表に向けてスピードアップを図る。またレビューや学会の招待講演などの形で、得られた成果を積極的に宣伝していく。
菌類のゲノム解析は、アメリカの共同研究者からアドバイスをもらうとともに、先進ゲノム支援に応募し、菌類と藻類のゲノム解析を進展させる。
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[Journal Article] Integrating chytrid fungal parasites into plankton ecology. Research gaps and needs.2017
Author(s)
Frenken T, Alacid E, Berger SA, Bourne EC, Gerphagnon M, Grossart HP, Gsell AS, Ibelings BW, Kagami M, Kupper FC, Letcher PM, Loyau A, Miki T, Nejstgaard JC, Rasconi S, Rene A, Rohrlack T, Rojas‐Jimenez K, Schmeller DS, Scholz B, Seto K, (略）Agha R
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Journal Title
Environmental Microbiology
Volume: 19
Pages: 3802-3822
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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