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ヒメミカヅキモの生殖様式進化の解明に向けたフィールド調査と実験的検証

研究課題

研究課題/領域番号 15H05237
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分海外学術
研究分野 生物多様性・分類
研究機関日本女子大学

研究代表者

関本 弘之  日本女子大学, 理学部, 教授 (20281652)

研究分担者 土金 勇樹  日本女子大学, 理学部, 助教 (20434152)
野崎 久義  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (40250104)
連携研究者 西山 智明  金沢大学, 学際科学実験センター, 助教 (50390688)
研究協力者 川井 絢子  
大槻 涼  
小宮 あゆみ  
神田 奈保  
土松 隆志  
柴田 あいか  
小林 弘佳  
露木 奈津美  
平田 優香  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2017年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2016年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2015年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
キーワードミカヅキモ / 海外調査 / 生殖様式 / 交配群 / 種分化 / 生殖隔離 / 有性生殖 / 自家交配 / 他家交配
研究成果の概要

ヒメミカヅキモは、遺伝的に決定された性をもつ複数のヘテロタリック株交配群と、それらとごく近縁で自殖による接合をおこなうホモタリック株を含む一形態種で、さらに有性生殖過程を分子生物学的に解析する基盤が整備されているが、現存株のほとんどは継代培養の間に接合能が低下しており、研究に使用できなかった。本研究では、海外数カ所の拠点を調査し、2種の交配群の獲得に成功した。さらに生殖様式と系統関係を調べつつ、生殖様式の切換にCpMinus1遺伝子が関与することを逆遺伝学的手法により示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の研究対象であるヒメミカヅキモは、陸上植物の姉妹群であるホシミドロ目に属する単細胞藻類である。これまでに解析に利用できる系統株が非常に限定されていたが、本研究の結果、解析可能な系統株の確立、系統関係の整理がなされ、さらに生殖様式の切換に関わる候補遺伝子の同定がなされた。自殖(ホモ)、他殖(ヘテロ)の進化は、陸上植物でも頻繁に見られており、特に陸上植物の進化を考える上で非常に有益な情報となり得ることが期待される。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (51件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 4件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 8件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (36件) (うち国際学会 12件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] Wild Life Watch Group(ネパール)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Wild Life Watch Group(Nepal)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Khon Kaen University(Thailand)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Expression of genes from paternal alleles in rice zygotes and involvement of OsASGR-BBML1 in initiation of zygotic development2019

    • 著者名/発表者名
      Rahman, H., Toda, E., Kobayashi, M., Kudo, T., Koshimizu, S., Takahara, M., Iwami, M., Watanabe, Y., Sekimoto, H., Yano, K., Okamoto, T.
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol.

      巻: 60 号: 4 ページ: 725-737

    • DOI

      10.1093/pcp/pcz030

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The genus Closterium, a new model organism to study sexual reproduction in streptophytes2019

    • 著者名/発表者名
      Tsuchikane, Y., Sekimoto, H.
    • 雑誌名

      New Phytol.

      巻: 221 号: 1 ページ: 99-104

    • DOI

      10.1111/nph.15334

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of a new mating group and reproductive isolation in the Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex2018

    • 著者名/発表者名
      Tsuchikane, Y., Kobayashi, H., Kato, M., Watanabe, J., Wu, J.-T., Sekimoto, H.
    • 雑誌名

      J. Plant Res.

      巻: 131 号: 5 ページ: 735-746

    • DOI

      10.1007/s10265-018-1043-8

    • NAID

      40021652422

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Transcription factor DUO1 generated by neo-functionalization is associated with evolution of sperm differentiation in plants2018

    • 著者名/発表者名
      Higo, A., Kawashima, T., Borg, M., Zhao, M., Lopez-Vidriero, I., Sakayama, H., et al. (他18名)
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 号: 1 ページ: 5283-5283

    • DOI

      10.1038/s41467-018-07728-3

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Molecular evolutionary analysis of a gender-limited MID ortholog from the homothallic species Volvox africanus with male and monoecious spheroids2017

    • 著者名/発表者名
      Kayoko Yamamoto, Hiroko Kawai-Toyooka, Takashi Hamaji, Yuki Tsuchikane, Toshiyuki Mori, Fumio Takahashi, Hiroyuki Sekimoto, Patrick J. Ferris, Hisayoshi Nozaki
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 12 号: 6 ページ: e0180313-e0180313

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0180313

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] CRISPR/Cas9-based knockouts reveal that CpRLP1 is a negative regulator of the sex pheromone PR-IP in the Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex.2017

    • 著者名/発表者名
      Kanda, N., Ichikawa, M., Ono, A., Toyoda, A., Fujiyama, A., Abe, J., Tsuchikane, Y., Nishiyama, T., Sekimoto, H.
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 7 号: 1 ページ: 17873-17873

    • DOI

      10.1038/s41598-017-18251-8

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sexual reproduction and sex determination in green algae2017

    • 著者名/発表者名
      Sekimoto, H.
    • 雑誌名

      Journal of Plant Research

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] reparation of knockdown transformants of unicellular charophycean alga, Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex2016

    • 著者名/発表者名
      Abe, J., Hirano, N., Komiya, A., Kanda, N., Fujiwara, A., Hori, S., Tsuchikane, Y., Sekimoto, H.
    • 雑誌名

      Bio-protocol

      巻: 6

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Concanavalin A disrupts the release of fibrous material necessary for zygote formation of a unicellular charophycean alga, Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex.2016

    • 著者名/発表者名
      Abe, J., Hori, S., Sato, M., Sekimoto, H.
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 7 ページ: 1040-1040

    • DOI

      10.3389/fpls.2016.01040

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Preparation of knockdown transformants of unicellular charophycean alga, Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex2016

    • 著者名/発表者名
      Abe, J., Hirano, N., Komiya, A., Kanda, N., Fujiwara, A., Hori, S., Tsuchikane, Y., Sekimoto, H.
    • 雑誌名

      Bio-protocol

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A receptor-like kinase, related with cell wall sensor of higher plants, is required for sexual reproduction in the unicellular charophycean alga, Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex.2015

    • 著者名/発表者名
      Hirano, N., Marukawa, Y., Abe, J., Hashiba, S., Ichikawa, M., Tanabe, Y., Ito, M., Nishii, I., Tsuchikane, Y., Sekimoto, H.
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol.

      巻: 56 号: 7 ページ: 1456-1462

    • DOI

      10.1093/pcp/pcv065

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The algal ancestor of land plants was pre-adapted for symbiosis.2015

    • 著者名/発表者名
      Delaux, P-M., Radhakrishnan, G.V., Jayaraman, D., Cheema, J., Malbreil, M., Volkening, J.D., Sekimoto, H., Nishiyama, T., Melkonian, M., Pokorny, L., Rothfels, C.J., Sederoff, H.W., Stevenson, D.W., Surek, B., Zhang, Y., Sussman, M.R., Dunand, C., Morris, R.J., Roux, C., Wong, G.K-S., Oldroyd, G.E.D., Ané, J-M.
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA

      巻: 112 号: 43 ページ: 13390-13395

    • DOI

      10.1073/pnas.1515426112

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] ネパール産ミカヅキモ属の多様性と新規交配群Hの発見2019

    • 著者名/発表者名
      小林弘佳、川口也和子、Mangal Man Shakya、土松隆志、関本弘之、土金勇樹
    • 学会等名
      日本植物分類学会18回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] CRISPR/Cas9-based knockouts reveal the action mechanism of the sex pheromone PR-IP in unicellular zygnematophycean alga, Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex2018

    • 著者名/発表者名
      Sekimoto, H.
    • 学会等名
      EMBO Workshop _New shores in land plant evolution
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Auxin response in conjugating green algae (Zygnematophyceae)2018

    • 著者名/発表者名
      Roman Skokan, Stanislav Vosolsob_, Junko Kawai, Hiroyuki Sekimoto, Henrik Buschmann, Jan Petr__ek
    • 学会等名
      EMBO Workshop _New shores in land plant evolution
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒメミカヅキモの有性生殖進行に関わるRWP-RK遺伝子の解析2018

    • 著者名/発表者名
      平田優香、土金勇樹、西山智明、関本弘之
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ヒメミカヅキモのCpMinus1形質転換体の比較トランスクリプトーム解析2018

    • 著者名/発表者名
      露木奈津美、小宮あゆみ、大槻涼、西山智明、関本弘之
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 接合藻ヒメミカヅキモ種内系統間にみられるゲノム構造の変異:生殖様式の進化との関連2018

    • 著者名/発表者名
      川口也和子、土金勇樹、西山智明、関本弘之、土松隆志
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ヒメミカヅキモの性フェロモンPR-IP Inducerによる生殖隔離障壁2018

    • 著者名/発表者名
      土金勇樹、小林弘佳、吉田睦未、関本弘之
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] シャジクモ藻類ヒメミカヅキモのモデル植物化2018

    • 著者名/発表者名
      関本弘之
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] CpMinus1N遺伝子の過剰発現から明らかにするヒメミカヅキモの姉妹接合2018

    • 著者名/発表者名
      板野芙美・齋藤真衣・関本弘之・土金勇樹
    • 学会等名
      日本植物分類学会第17回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ヒメミカヅキモの失われた交配群とその再発見2018

    • 著者名/発表者名
      小林弘佳・関本弘之・土金勇樹
    • 学会等名
      日本植物分類学会第17回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] CRISPR/Cas9 システムを利用したヒメミカヅキモのマイナス型細胞特異的受容体型タンパク質 CpRLP1 の機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      神田奈保、西山智明、土金勇樹、関本弘之
    • 学会等名
      日本植物生理学会第58回大会
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] CRISPR/Cas9 システムを利用したヒメミカヅキモのマイナス型細胞特異的受容体型キナーゼ遺伝子 CpRLK2 の機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      今詩織、神田奈保、藤原安理、市川真知子、関本弘之
    • 学会等名
      日本植物生理学会第58回大会
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ヒメミカヅキモの CpMinus1 遺伝子の逆遺伝学的解析2017

    • 著者名/発表者名
      露木奈津美、神田奈保、小宮あゆみ、川井絢子、土金勇樹、西山智明、関本弘之
    • 学会等名
      日本植物生理学会第58回大会
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 接合藻ヒメミカヅキモの性フェロモンによる生殖隔離と生殖干渉2017

    • 著者名/発表者名
      小林弘佳、加藤万智、関本弘之、土金勇樹
    • 学会等名
      日本植物分類学会第16回大会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2017-03-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ヒメミカヅキモの性決定におけるCpMinus1遺伝子の逆遺伝学的解析2017

    • 著者名/発表者名
      露木奈津美、神田奈保、小宮あゆみ、川井絢子、土金勇樹、西山智明、関本弘之
    • 学会等名
      日本植物学会第81回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] CRISPR/Cas9による、ヒメミカヅキモの性特異的受容体型タンパク質の機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      神田奈保、今詩織、藤原安理、西山智明、土金勇樹、関本弘之
    • 学会等名
      日本植物学会第81回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 性特異的遺伝子から明らかにするミカヅキモの進化2017

    • 著者名/発表者名
      土金 勇樹, 土松 隆志, Shakya Mangal Man, 関本 弘之
    • 学会等名
      日本植物学会第81回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Functional analyses of sex specific receptor-like proteins in Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex, using CRISPR/CAS9 system2017

    • 著者名/発表者名
      H. Sekimoto et al.
    • 学会等名
      11th International Phycological Congress
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CRISPR/CAS9-induced knockout in unicellular zygnematophycean alga, Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex2017

    • 著者名/発表者名
      N. Kanda et al.
    • 学会等名
      11th International Phycological Congress
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CpMinus1, mt- genome specific gene of heterothallic Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex, is involved in the sex determination2017

    • 著者名/発表者名
      Tsuyuki
    • 学会等名
      11th International Phycological Congress
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reproductive isolation and reproductive interference by sex pheromones in Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex2017

    • 著者名/発表者名
      Kabayashi
    • 学会等名
      11th International Phycological Congress
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CpMinus1, mating-type minus genome specific gene of Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex, promotes mt_ phenotype2017

    • 著者名/発表者名
      Tsuyuki
    • 学会等名
      The 65th NIBB Conference Marchantia Workshop 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] New insights into the sexual reproduction in unicellular zygnematophycean alga, Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex2017

    • 著者名/発表者名
      H Sekimoto
    • 学会等名
      The 65th NIBB Conference Marchantia Workshop 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ヒメミカヅキモの受容体型タンパク質CpRLP1の逆遺伝学的解析2016

    • 著者名/発表者名
      神田奈保、関本弘之
    • 学会等名
      日本植物学会第80回大会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-09-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] エレクトロポーレーションによるシャジクモ藻類ヒメミカヅキモの安定形質転換系の確立2016

    • 著者名/発表者名
      川井絢子、金澤愛樹、早川靖彦、関本弘之
    • 学会等名
      日本植物学会第80回大会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-09-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] シャジクモ藻類ヒメミカヅキモの性決定機構の解析2016

    • 著者名/発表者名
      関本弘之
    • 学会等名
      日本植物学会第80回大会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-09-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The CpMinus1 gene, specifically localized on the mating-type minus genome, is responsible for the sex determination of heterothallic Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex2016

    • 著者名/発表者名
      Sekimoto, H., Komiya, A., Nishiyama, T.
    • 学会等名
      EMBO Workshop -New model systems for early land plant evolution
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 年月日
      2016-06-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒメミカヅキモにおける組換え型性フェロモンを用いた生殖隔離障壁の解析2016

    • 著者名/発表者名
      土金勇樹、吉田睦未、関本弘之
    • 学会等名
      日本藻類学会第40回大会
    • 発表場所
      日本歯科大学(東京都千代田区)
    • 年月日
      2016-03-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] CpMinus1遺伝子はヒメミカヅキモの性を決定する2015

    • 著者名/発表者名
      小宮 あゆみ,阿部 淳,川井 絢子,鈴木 穣,豊田 敦,藤山 秋佐夫,大槻 涼,土金 勇樹, 西山 智明,関本 弘之
    • 学会等名
      日本植物学会第79回大会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟市)
    • 年月日
      2015-09-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 接合藻ヒメミカヅキモにおける新規交配群 G の発見とトランスクリプトーム解析2015

    • 著者名/発表者名
      土金 勇樹,渡邊 樹梨,加藤 万智,鈴木 穣,西山 智明,関本 弘之
    • 学会等名
      日本植物学会第79回大会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟市)
    • 年月日
      2015-09-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] シャジクモ藻類ヒメミカヅキモには、2つのクラスのKNOX遺伝子が存在する2015

    • 著者名/発表者名
      金澤愛樹、坂本季美枝、鈴木穣、豊田敦、藤山秋佐夫、西山智明、関本弘之
    • 学会等名
      日本植物学会第79回大会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟市)
    • 年月日
      2015-09-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ヒメミカヅキモの受容体型タンパク質CpRLP1の機能解析2015

    • 著者名/発表者名
      神田奈保,市川真知子,小野彩花,土金勇樹,関本弘之
    • 学会等名
      日本植物学会第79回大会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟市)
    • 年月日
      2015-09-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Sexual reproduction and sex determination of green algae2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Sekimoto
    • 学会等名
      日本植物学会第79回大会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟市)
    • 年月日
      2015-09-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The CpMinus1 gene, specifically localized on the mating-type minus genome, is responsible for the sex determination of heterothallic Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex2015

    • 著者名/発表者名
      Komiya, A., Abe, J., Kawai, J., Suzuki, Y., Ootsuki, R., Tsuchikane, Y., Nishiyama, T., Sekimoto, H.
    • 学会等名
      6th European Phycological Congress
    • 発表場所
      London, England
    • 年月日
      2015-08-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization of a sex-specific receptor-like protein, expressing during the conjugation of heterothallic Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex2015

    • 著者名/発表者名
      Kanda, N., Ichikawa, M., Ono, A., Tsuchikane, Y., Abe, J., Sekimoto, H.
    • 学会等名
      6th European Phycological Congress
    • 発表場所
      London, England
    • 年月日
      2015-08-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A receptor-like kinase, related with cell wall sensor of higher plants, is responsible for sexual reproduction in the unicellular charophycean alga, Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex2015

    • 著者名/発表者名
      Sekimoto, H.
    • 学会等名
      6th European Phycological Congress
    • 発表場所
      London, England
    • 年月日
      2015-08-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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