2017 Fiscal Year Research-status Report
ホヤと藍藻の共生システムの進化・多様化過程の再構築
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16K07483
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| Research Institution | University of the Ryukyus |
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Principal Investigator |
広瀬 裕一 琉球大学, 理学部, 教授 (30241772)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
広瀬 慎美子 東海大学, 海洋学部, 特任准教授 (10398307)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ホヤ / 分子系統 / 光共生 / 藍藻 / 進化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
藻類との絶対的な共生関係は様々な後生動物で知られており、脊索動物門においても、群体性ホヤであるジデムニ科のうち熱帯・亜熱帯に分布する種の一部で生涯にわたる藍藻との絶対共生が知られている。ホヤにおける藍藻共生はジデムニ科の４属にまたがって知られ、少なくとも属ごとに独立に藍藻との共生成立が生じたと考えられている。しかしジデムニ科の科内の系統関係は十分にわかっていない。一方で、共生藍藻を次世代に継承する垂直伝播機構は、主にホヤ群体内の藍藻分布様式に依存しており、異なる属でも同様の垂直伝播機構が見られる。本研究ではprimerの改良を進めながら、宿主ホヤのミトコンドリアのCOI遺伝子Folmer領域の配列決定を進めている。宿主ホヤの系統関係から、ホヤと藍藻の共生システムの進化・多様化プロセスの解明を目指している。
配列が未決定の宿主種の試料採集を進めるとともに、これまでに決定した配列と、既存の配列情報と合わせた分子系統解析を行ったところ、Diplosoma属や藍藻共生性のLissoclinum属の単系統性が支持された一方で、Trididemnum属の多系統性が示された（日本動物学会大会で発表）また、共生系を維持する上で共生藻を紫外線から保護することが重要であるが、紫外線顕微鏡を用いた紫外線防御組織の同定を試みたところ、宿主ホヤの細胞による紫外線吸収が示唆された（投稿中）。さらに、台湾東南岸での採集調査から、Lissoclinum属においてユニークな藍藻保持を行う種 (L. midui) の分布域について新知見を得ている。本種の垂直伝播様式の解明は藍藻共生の多様化プロセスの議論にも重要である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成29年度はこれまでに得られた配列情報と、データベース上のジデムニ科ホヤの配列（ほとんどが非共生種）を元に系統解析を行い、「系統」と「垂直伝播様式」、「藍藻の保持様式」、「保持する藍藻種」にある程度の関連が見出されてきた。しかし、この議論で重要となる種（Trididemnum miniatumなど）で配列決定ができていない、あるいはサンプル数が十分でない問題がある。該当種の新規サンプルを採集することには成功しているが、研究分担者の異動にともない実験環境の立ち上げに時間を要したため、配列決定作業が全体に遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
Folmer領域の塩基配列が得られていないLissoclimum miduiやTrididemnum miniatumについて、平成29年度に採集した新サンプルで塩基配列決定を行う。これらを加えた系統解析から「垂直伝播様式」、「藍藻の保持様式」、「保持する藍藻種」の多様化プロセスについて議論を行う。
平成29年に行った台湾島東南岸での調査より、これまで久米島と緑島（台湾）でのみ分布が知られていたLissoclinum miduiの分布が確認された。本種の垂直伝播様式は未知であるが、共生様式の多様化を議論する上で重要な位置を占める。今年度はやや北寄りの地域（東岸）での採集調査を行う予定であり、胚を保持するL. miduiの標本が得られることを期待している。
現在投稿中である、紫外線吸収組織の同定については、今年度中に論文発表できることを目指す。
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| Causes of Carryover |
研究分担者の東海大学への異動に伴い、実験環境の整備を行う必要上、実験（塩基配列決定）の作業がやや遅れているため、実験に要する試薬等の支出が予定よりも少なくなっている。また、当初計画していた国際学会への参加をスケジュールの都合上取りやめたために支出が少なくなっている。
最終年度となる平成30年度は前年度に予定していた実験も合わせて進行する。また、国内学会での成果発表と台湾東岸での採集調査を予定していることから、最終的には予定通りの予算執行となる計画である。
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