Establishment of worldwide taxonomic system of the genus Volvox and unveiling the evolution of oogamy

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25304012
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 野崎 久義 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (40250104)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 関本 弘之 日本女子大学, 理学部, 教授 (20281652) ; 三角 修己 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (90583625)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: Volvox / 種分類 / 多様性 / 進化 / 有性生殖 / 性特異的遺伝子 / Volvox carteri

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、台湾の共同研究者の現地情報と現地での採集協力の結果得られた Volvox carteriについて研究した。 群体性ボルボックス目は多細胞化と有性生殖の進化のモデル生物群とされているが、多くの研究は Volvox carteri f. nagariensisと同定されている日本産のEve株、Adam株等を使用している（Starr 1969, Arch. Protistenk.; Kirk et al. 1999, Development; Ferris et al. 2010, Science）。本品種はインドのNagariを原産地としており（Iyengar 1933, J. Linn. Soc.Bot.）、日本以外の株に関してはインドのPoona産の株を用いた研究がある（Adams et al. 1990, Curr. Genet.）。形態分類学的にはVolvox
carteriは6個の品種に分類されており、有性生殖の雄群体の形態が重要な識別
基準である（Nozaki 1988, Phycologia）。しかし、f. nagariensisに関しては日本産の有性生殖の情報しかなく（Starr 1969）、雄群体を構成する非生殖細胞と分裂して精子束となる生殖細胞（androgonidia）の比（S/A比）に変動がなく1:1であることを特徴としている（Nozaki 1988）。今回、核ITS領域の情報
からV. carteri f. nagariensisと同定されうる台湾産の33株を用いた研究を実施した。その結果、雄群体のS/A比は1:1->50:1であることが明らかになった。また、性特異的遺伝子（Ferris et al. 2010）に着目したゲノムPCRを実施した結果、メス特異的HMG1fを欠損している可能性のあるメス1株が明らかとなった (Nozaki et al. 2018, Botanical Studies in press)。また、本年度はタイ王国を調査した。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Academia Sinica(台湾)
  • Country Name: その他の国・地域
  • Counterpart Institution: Academia Sinica
• [Int'l Joint Research] Khon Kaen University(タイ)
  • Country Name: THAILAND
  • Counterpart Institution: Khon Kaen University
• [Int'l Joint Research] Georgia Institute of Technology(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: Georgia Institute of Technology
• [Journal Article] Ultrastructure of the marine benthic dinoflagellate Plagiodinium belizeanum (Dinophyceae) from the southeast Pacific island of Okinawa, Japan (2018)
  • Author(s): Wakeman Kevin C.、Hoppenrath Mona、Yamaguchi Aika、Gavelis Greg S.、Leander Brian S.、Nozaki Hisayoshi
  • Journal Title: Phycologia Volume: 57 Pages: 209～222
  • DOI: 10.2216/17-43.1
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Morphology, taxonomy and mating-type loci in natural populations of Volvox carteri in Taiwan (2018)
  • Author(s): Nozaki, H., Ueki, N., Takusagawa, M., Yamashita, S. Misumi, O., Matsuzaki, R., Kawachi, M., Chiang, Y.-R. and Wu, J.-T.
  • Journal Title: Botanical Studies Volume: 59 Pages: in press
  • DOI: 10.1186/s40529-018-0227-9
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Taxonomic revision of Chloromonas nivalis (Volvocales, Chlorophyceae) strains, with the new description of two snow-inhabiting Chloromonas species (2018)
  • Author(s): Matsuzaki R, Nozaki H, Kawachi M.
  • Journal Title: PLoS ONE Volume: 3 Pages: e0193603.
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0193603
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Rediscovery of the “ancestral Volvox” species: Morphology and phylogenetic position of Pleodorina sphaerica (Volvocales, Chlorophyceae) from Thailand (2017)
  • Author(s): Nozaki Hisayoshi、Mahakham Wuttipong、Athibai Sujeephon、Yamamoto Kayoko、Takusagawa Mari、Misumi Osami、Herron Matthew D.、Rosenzweig Frank、Kawachi Masanobu
  • Journal Title: Phycologia Volume: 56 Pages: 469～475
  • DOI: 10.2216/17-3.1
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] Volvocine green algae inviting you to 200 MYA time travel for evolution of female-male and muticellularity (2018)
  • Author(s): Nozaki, H.
  • Organizer: Biology Colloquium, Department of Biological Sciences, Faulty of Science, National University of Singapore
  • Invited
• [Presentation] 培養株と野外サンプルに基づく氷雪性緑藻の１未記載種の分類学的研究 (2017)
  • Author(s): 松﨑令、野崎久義、竹内望、原慶明、河地正伸
  • Organizer: 日本植物学会第81回大会
• [Presentation] 台湾産の Volvox carteri (2017)
  • Author(s): 野崎久義、植木紀子、田草川真里、三角修己、Chiang Yin-Ru、Wu Jiunn-Tzong
  • Organizer: 日本植物学会第81回大会
• [Presentation] Volvox carteri from Taiwan (2017)
  • Author(s): Nozaki, H. Ueki, N., Takusagawa, M., Yamashita, S., Misumi, O., Yin-Ru Chiang, Y.-R. and Wu, J.-T.
  • Organizer: The Fourth International Volvox Conference
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Taxonomy of a new snow-inhabiting species of Chloromonas based on the use of cultured and field-collected materials (2017)
  • Author(s): Matsuzaki, R., Nozaki, H., Takeuchi, N., Hara, Y. and Kawachi, M.
  • Organizer: The Fourth International Volvox Conference
  • Int'l Joint Research