2021 Fiscal Year Research-status Report
Bioinformatics analysis of the evolution strategy for wild-type Microcystis
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19K04610
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| Research Institution | Shizuoka Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
牧野 育代 静岡理工科大学, 理工学部, 准教授 (00542060)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 厚志 日本大学, 工学部, 教授 (90361138)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | アオコ / メタトランスクリプトーム解析 / メタゲノム解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
コロナウイルス感染拡大防止策により，研究対象地としたダム貯水池の現地調査がほぼできない状況であった．このため，昨年に引き続き共同研究者よりアオコ様態の検体を入手した．解析においては，遺伝子の品質条件を満たした検体についてDNA抽出および遺伝子抽出したのち，Uniprot,Refseq等のデータベースと照らし合わせメタゲノム解析，メタトランスプリプトーム解析（Denovo, RNA-seq）の一部を実施した．なお，RNA-seqについては，特にMicrocystis属について行った．
また，一部の検体についてはサンプルを分取し，風洞を用いた水槽実験により，アオコのせん断速度，圧力の変化等を計測し，さらに，粘度，熱量などのアオコ様態の物性に関する時間的変動を測定した．それらより，アオコ化するには，水面浮上を保つための質量の釣り合いの崩れが重要なポイントとなることがわかり，下方へ移動するためのアオコの基本的なモデル式を作成した．検体については，昨年のアオコ様態は一昨年と同時期のアオコと比べてバイオフィルムの量が少なく，さらに色がやや薄い傾向があった．
その見た目の傾向について，メタトランスプリプトームデータの一部を用いて検討したところ，光合成機能の一部に変化が生じている可能性がある．この点については，定量的な評価を加える必要があるため，解析を進めているところである．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本課題の目標であるアオコの規模拡大の核心的意義の解明に際して，2021年度は観測すること自体が困難であったことから予定していた観測計画やアオコ様態のサンプリングにおいて，年単位での遅れが生じている．
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年～2023年のアオコを対象に，転写産物とメタゲノム解析によるDNAの変異情報とを照らし合わせ，アオコ様態を形成するきっかけとなりうる遺伝子情報を推定する．次に，アオコ現象に内在する遺伝的傾向や転移因子の役割について検討して，野生型Microcystisが引き起こすアオコ化と生物進化との関係性およびアオコの規模拡大についてまとめる．
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| Causes of Carryover |
現地調査の計画が滞っているため，遺伝子解析の一部がまだ実施されていない状況である次年度使用額については，その解析の費用と，現地調査にかかる費用，また，学会発表の旅費，論文投稿の費用とに充てる．
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