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Studies on genetic and physiological change of a bloom-forming cyanobacterium through interaction with its phages

Research Project

Project/Area Number 26281031
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypePartial Multi-year Fund
Section一般
Research Field Environmental impact assessment
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

Yoshida Takashi  京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (80305490)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 左子 芳彦  京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (60153970)
金子 貴一  京都産業大学, 公私立大学の部局等, 教授 (80370922)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥16,120,000 (Direct Cost: ¥12,400,000、Indirect Cost: ¥3,720,000)
Fiscal Year 2016: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2015: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2014: ¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000)
Keywordsバクテリオファージ / ラン藻 / ミクロキスティス / 共進化
Outline of Final Research Achievements

The cyanobacterium Microcystis frequently forms massive blooms in global freshwaters. Our previous genomic analyses on CRISPR arrays, which a marker for viral infection history, suggest that Microcystis and phage have co-evolved based on a frequency-dependent selection. The aim of this study is to understand co-evolutionary dynamics of Microcystis and phage in natural settings. In this field study, a CRISPR-related genotype (CT19) occupied in a Microcystis bloom and the CT19 consisted of the two major variants. These major CTs co-existed and oscillated throughout the sampling periods. Meanwhile few variations, which is derived from the acquisition of new spacers or the lack of spacers at the leader-end of the major variants, were observed. These indicate that Microcystis and phage co-evolution not only creates new genetic variations but also maintains their genetic diversity in a bloom. Further a growth experiment suggested that genetic change basically lessened host fitness.

Report

(4 results)
  • 2016 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2016 2015 2014 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (14 results) (of which Invited: 9 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] 環境におけるシアノバクテリアとウイルスのせめぎ合い―シアノバクテリアとウイルスの共進化2015

    • Author(s)
      吉田天士
    • Journal Title

      生物の科学 遺伝

      Volume: 69 Pages: 278-283

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Journal Article] Development of a real-time PCR assay for the quantification of Ma-LMM01-type Microcystis cyanophages in a natural pond.2015

    • Author(s)
      Kimura-Sakai, S., Sako, Y. and Yoshida, T.
    • Journal Title

      Lett. Appl. Microbiol.

      Volume: 60 Issue: 4 Pages: 400-408

    • DOI

      10.1111/lam.12387

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] ウイルスと微生物の競合的共進化2016

    • Author(s)
      吉田天士
    • Organizer
      日本微生物生態学会 第31回大会
    • Place of Presentation
      横須賀市文化会館
    • Year and Date
      2016-10-22
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ウイルスから海洋微生物構造を知る2016

    • Author(s)
      吉田天士
    • Organizer
      水圏微生物研究フォーラム2016
    • Place of Presentation
      東京大学大気海洋研究所講堂
    • Year and Date
      2016-08-09
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] CRISPR解析に基づくラン藻とファージのせめぎ合い2016

    • Author(s)
      吉田天士
    • Organizer
      日本農芸化学会2016年度大会、シンポジウム「環境中の遺伝情報トラフィックと細菌ゲノム進化について考える」
    • Place of Presentation
      北海道札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2016-03-30
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 環境における有毒ラン藻とファージのせめぎ合い2016

    • Author(s)
      吉田天士
    • Organizer
      第32回マリントキシン研究会
    • Place of Presentation
      東京都東京海洋大学品川
    • Year and Date
      2016-03-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ウイルスメタゲノム解析は水圏生態学に何をもたらすのか2016

    • Author(s)
      吉田天士
    • Organizer
      第281回生態研セミナー
    • Place of Presentation
      京都大学生態学研究センター
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] CRISPR配列に基づく有毒ラン藻Microcystis aeruginosaの群集構造解析2016

    • Author(s)
      山中ももこ、中田舞、森本大地、中村銀士、左子芳彦、吉田天士
    • Organizer
      水圏微生物研究フォーラム2016
    • Place of Presentation
      東京大学大気海洋研究所講堂
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] CRISPR 配列に基づくMicrocystisの群集構造解析2016

    • Author(s)
      山中ももこ、中田舞、中村銀士、森本大地、左子芳彦、吉田天士
    • Organizer
      日本陸水学会第81回大会
    • Place of Presentation
      琉球大学農学部
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 海はウイルスで満ちている2015

    • Author(s)
      吉田天士
    • Organizer
      第63回日本ウイルス学会学術集会 市民公開講座「ウイルスをもっと知ろう」
    • Place of Presentation
      福岡県アクロス福岡
    • Year and Date
      2015-11-21
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      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 有毒ラン藻Microcystis aeruginosa感染性ファージの地理的差異2015

    • Author(s)
      中村銀士、中田舞、森本大地、山中ももこ、左子芳彦、吉田天士
    • Organizer
      ラン藻研究会2015
    • Place of Presentation
      千葉県かずさアカデミアホール
    • Year and Date
      2015-11-16
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 環境におけるMicrocysis aeruginosaとファージのせめぎ合い2015

    • Author(s)
      吉田天士
    • Organizer
      ラン藻研究会2015
    • Place of Presentation
      千葉県かずさアカデミアホール
    • Year and Date
      2015-11-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 有害・有毒プランクトンに関する分子生理生態学的研究2015

    • Author(s)
      吉田天士
    • Organizer
      平成27年度日本水産学会春季大会・平成26年度水産学進歩賞講演
    • Place of Presentation
      東京都、東京海洋大学 品川キャンパス
    • Year and Date
      2015-03-30
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 共存する細菌-ファージ感染系によるラン藻Microcystis aeruginosaの関接的な溶藻2015

    • Author(s)
      中村銀士、上原美翔、左子芳彦、吉田天士
    • Organizer
      平成27年度日本水産学会春季大会
    • Place of Presentation
      東京都、東京海洋大学 品川キャンパス
    • Year and Date
      2015-03-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 環境における微生物とウイルスのせめぎ合い2015

    • Author(s)
      吉田天士
    • Organizer
      JT 生命誌研究館セミナー
    • Place of Presentation
      大阪府、高槻市、JT生命誌研究館
    • Year and Date
      2015-03-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 環境中におけるラン藻Microcystis aeruginosaのCRISPRに基づく個体群解析2014

    • Author(s)
      上原美翔、中村銀士、左子芳彦、吉田天士
    • Organizer
      第30回日本微生物生態学会大会
    • Place of Presentation
      静岡県、浜松市、アクトシティ浜松
    • Year and Date
      2014-10-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 海洋分子微生物学研究室

    • URL

      http://www.microbiology.marine.kais.kyoto-u.ac.jp/

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Remarks] 海洋分子微生物学研究室ホームページ

    • URL

      http://www.microbiology.marine.kais.kyoto-u.ac.jp/

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Remarks] 海洋分子微生物学研究室ホームページ

    • URL

      http://www.microbiology.marine.kais.kyoto-u.ac.jp/?id=4

    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-22  

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