木材腐朽菌の進化史：未知系統の探索と宿主材への適応から紐解く多様化過程

• 研究課題/領域番号: 13J09680
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 森林科学
• 研究機関: 独立行政法人国立科学博物館
• 研究代表者: 白水 貴 独立行政法人国立科学博物館, 植物研究部, 特別研究員(PD)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,320千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 720千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2013年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
• キーワード: 木材腐朽菌 / 多様性 / 未知系統 / 子実体採集 / 分離培養 / 環境DNA解析 / 効率的探索法 / 未知系統探索 / 子実体 / 進化 / アカマツ / アカキクラゲ類

研究実績の概要

木材腐朽性きのこ類の未知系統を効率的に探索する方法の確立を目的とし，子実体採集，分離培養，環境DNA解析の比較を行った．結果，子実体採集，分離培養，環境DNA解析にて11，10，16 OTUが得られ，このうち4，4，6 OTUがそれぞれの方法でのみ検出された．すなわち，これらの3つの方法はきのこ類の多様性探索において相補的であった．また，子実体採集による新規OTU検出数は10回目の調査でほぼ飽和し，分離培養と環境DNA解析でのみ未知の初期分岐系統を3つ検出することができた．
分離培養や環境DNA解析のみで検出されたアカキクラゲ綱の未知系統には，肉眼で見える子実体を形成しないものが含まれている可能性がある．また，アカキクラゲ綱の分子系統解析から，その進化の初期に分岐する系統は背着性や直径1 mm以下のクッション状などの目立たない子実体を形成する傾向が見て取れる．従来の子実体採集に基づく多様性探索では，これらの肉眼で見える子実体を形成しない系統や，子実体が目立たない系統を見落としてきたと考えられる．アカキクラゲ綱以外の担子菌系きのこ類であるハラタケ綱やシロキクラゲ綱においても，その多様性や系統進化に関する研究は主に採集された子実体に基づいて進められてきた．これらのきのこ類の初期分岐系統にも目立つ子実体を欠くものが多く，従来の子実体の目視による探索では重要な系統を検出できていなかった可能性が高い．
本研究の結果から，きのこ類の系統にあっても肉眼で見える子実体を形成せず環境中に潜在している未知系統が存在し，これらが菌類の進化を考えるうえで重要な系統的位置を占めている可能性が見えてきた．「きのこ類は目に見えるもの」という常識にとらわれず，見えない未知系統の探索とその生物学的情報を得るための手法を洗練することで，菌類の生態や進化に関する理解をより深めていくことができるだろう．

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Clark University/UCCOM/DOE Joint Genome Institute(米国)
• [国際共同研究] Institute of Biochemistry(Hungary)
• [国際共同研究] Lund University(Sweden)
• [国際共同研究] University of Oslo(Norway)
• [国際共同研究] Landcare Research(New Zealand)
• [国際共同研究]
• [雑誌論文] Comparative genomics of early-diverging mushroom-forming fungi provides insights into the origins of lignocellulose decay capabilities (2016)
  • 著者名/発表者名: Nagy L.G., Riley R., Tritt A., Adam C., Daum C., Floudas D., Sun H., Yadav J.S., Pangilinan J., Larsson K.-H., Matsuura K., Barry K., Labutti K., Kuo R., Ohm R.A., Bhattacharya S.S., Shirouzu T., Yoshinaga Y., Martin F.M., Grigoriev I.V., Hibbett D.S.
  • 雑誌名: Molecular Biology and Evolution 巻: 33 号: 4 ページ: 959-970
  • DOI: 10.1093/molbev/msv337
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Early-diverging wood-decaying fungi detected using three complementary sampling methods (2016)
  • 著者名/発表者名: Shirouzu T., Uno K., Hosaka K., Hosoya T.
  • 雑誌名: Molecular Phylogenetics and Evolution 巻: 98 ページ: 11-20
  • DOI: 10.1016/j.ympev.2016.01.015
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] アカキクラゲ綱の分類と生態から見えてきた木材腐朽菌の多様性と進化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 白水貴
  • 雑誌名: 日本菌学会会報 巻: 未定
  • NAID: 130005169280
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Revision of the Massarineae (Pleosporales, Dothideomycetes). (2015)
  • 著者名/発表者名: Tanaka K, Hirayama K, Yonezawa H, Sato G, Toriyabe A, Kudo H, Hashimoto A, Matsumura M, Harada Y, Kurihara Y, Shirouzu T, Hosoya T
  • 雑誌名: Studies in Mycology 巻: 82 号: 1 ページ: 75-136
  • DOI: 10.1016/j.simyco.2015.10.002
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Resource utilization of wood decomposers : mycelium nuclear phases and host tree species affect wood decomposition by Dacrymycetes (2014)
  • 著者名/発表者名: Shirouzu T., Osono T., Hirose D.
  • 雑誌名: Fungal Ecology 巻: 9 ページ: 11-16
  • 査読あり
• [学会発表] 見えないきのこの探索から解き明かす木材腐朽菌の進化史 (2015)
  • 著者名/発表者名: 白水貴
  • 学会等名: 進化群集生態学シンポジウム
  • 発表場所: 京都大学（京都府・京都市）
  • 年月日: 2015-09-25
  • 招待講演
• [学会発表] ブナ属に寄生するNeohendersonia属菌の分類学的検討（2） (2015)
  • 著者名/発表者名: 松村美里，加藤航，橋本陽，René K. Schumacher，髙橋由紀子，白水貴，田中和明
  • 学会等名: 第59回日本菌学会年次大会
  • 発表場所: てんぶす那覇（沖縄県・那覇市）
  • 年月日: 2015-05-16
• [学会発表] 見えない木材分解者：子実体採集，分離培養，環境DNA解析が明らかにする未知の菌類多様性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 白水貴，宇野邦彦，保坂健太郎，細矢剛
  • 学会等名: 第62回日本生態学会
  • 発表場所: 鹿児島大学，鹿児島
  • 年月日: 2015-03-21
• [学会発表] Three ways to uncover hidden wood decomposers: Dacrymycetes diversity detected by fruit-body, culture and environmental DNA (2014)
  • 著者名/発表者名: Shirouzu T.
  • 学会等名: 10th International Mycological Congress
  • 発表場所: Bangkok, Thailand
  • 年月日: 2014-08-05
  • 招待講演
• [学会発表] 木材腐朽菌の未知系統を探索する三つの視点：子実体，分離培養，環境DNA解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 白水貴，宇野邦彦，保坂健太郎，細矢剛
  • 学会等名: 第58回日本菌学会年次大会
  • 発表場所: サイエンスヒルズこまつ，石川
  • 年月日: 2014-06-14
• [学会発表] 木材腐朽菌の未知系統を効率的に見つけて, 狙って, 採る方法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 白水貴, 廣瀬大, 谷亀高広
  • 学会等名: 第57回日本菌学会年次大会
  • 発表場所: 東京農業大学(東京都世田谷区)
  • 年月日: 2013-06-09
• [学会発表] アカキクラゲ類の多様な"きのこ"はどのように進化してきたのか? (2013)
  • 著者名/発表者名: 白水貴
  • 学会等名: 平成25年度日本菌学会関東支部年次大会
  • 発表場所: 日本大学(千葉県船橋市)
  • 年月日: 2013-04-20
• [図書] 奇妙な菌類――ミクロ世界の生存戦略 (2016)
  • 著者名/発表者名: 白水貴
  • 総ページ数: 232
  • 出版者: NHK出版
• [備考] 白水の穴
  • URL: https://sites.google.com/site/ornithomyces/
• [備考] 日本産アカキクラゲ類オンライン図鑑
  • URL: https://sites.google.com/site/ornithomyces/zukan