氷雪環境に適応した微細緑藻の種多様性と進化史の全地球規模での解明

• 研究課題/領域番号: 16J09828
• 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: 生物多様性・分類
• 研究機関: 国立研究開発法人国立環境研究所
• 研究代表者: 松崎 令 国立研究開発法人国立環境研究所, 生物・生態系環境研究センター, 特別研究員(PD)
• 研究期間 (年度): 2016-04-22 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: 彩雪 / 氷雪藻 / クロロモナス / 種分類 / 多面的解析

研究実績の概要

氷雪環境から頻繁に採集される、単細胞性緑藻 Chloromonas nivalis の接合子とされている不動細胞の比較分子解析と詳細な形態観察を実施し、日本産の一部のものが実際には新種 C. muramotoi に帰属することを明らかにした。同時に、不動細胞の細胞壁表面にみられる微細構造が、種レベルの分類形質として有用である可能性も報告した（Matsuzaki et al. 2019, PLoS One）。また、山梨大学や千葉大などの研究者と共同研究を実施し、北極域および南極域の残雪や氷河において「赤雪」現象を引き起こす氷雪性微細藻類の種組成を、次世代シーケンサー解析と核ITS-2領域の比較分子構造解析に基づいて網羅的に調査した。その結果、両極の赤雪には緑藻綱13種とトレボウクシア藻綱9種からなる22種が含まれていることが判明した。また、そのうちの7種が解析した全塩基配列の94%を占め、両極から検出されたことから、それらは現在も両極の集団間で交流・分散していると考えられた。更に、高進化速度領域である核ITS-2領域が完全一致する配列を用いて解析したところ、64047種類の完全一致配列が検出されたが、今回解析した両極の全ての地点から得られたものはわずか912種類（1.4%）だった。しかしながら、912種類の完全一致配列が解析した全塩基配列数に占める割合（≒全個体数に占める割合）は、平均で37.3%と高い割合であることが明らかとなった。従って、氷雪藻類の中でも限られた系統だけが全球に共通して分布すること、そのような系統が赤雪上で優占していることが示唆された（Segawa, Matsuzaki et al. 2018, Nature Communications）。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Taxonomic re-examination of “Chloromonas nivalis (Volvocales, Chlorophyceae) zygotes” from Japan and description of C. muramotoi sp. nov. (2019)
  • 著者名/発表者名: Matsuzaki, R., Nozaki, H., Takeuchi, N., Hara, Y., Kawachi, M.
  • 雑誌名: PROS ONE 巻: 14 号: 1 ページ: e0210986-e0210986
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0210986
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Morphology, reproduction and taxonomy of Volvox dissipatrix (Chlorophyceae) from Thailand, with a description of Volvox zeikusii sp. nov. (2019)
  • 著者名/発表者名: Nozaki Hisayoshi、Takusagawa Mari、Matsuzaki Ryo、Misumi Osami、Mahakham Wuttipong、Kawachi Masanobu
  • 雑誌名: Phycologia 巻: 58 号: 2 ページ: 192-199
  • DOI: 10.1080/00318884.2018.1540238
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Taxonomic re-examination of two NIES strains of “Chlamydomonas” within the Reticulata group of the genus Chloromonas (Volvocales, Chlorophyceae) (2019)
  • 著者名/発表者名: Tomoyo Makino, Ryo Matsuzaki, Shigekatsu Suzuki, Haruyo Yamaguchi, Masanobu Kawachi, Hisayoshi Nozaki
  • 雑誌名: Microbial Resources and Systematics 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Morphology, taxonomy and mating-type loci in natural populations of Volvox carteri in Taiwan (2018)
  • 著者名/発表者名: Nozaki, H., Ueki, N., Takusagawa, M., Yamashita, S. Misumi, O., Matsuzaki, R., Kawachi, M., Chiang, Y.-R. and Wu, J.-T.
  • 雑誌名: Botanical Studies 巻: 59 号: 1 ページ: 10-10
  • DOI: 10.1186/s40529-018-0227-9
  • NAID: 120006532083
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Bipolar dispersal of red-snow algae (2018)
  • 著者名/発表者名: Segawa, T., Matsuzaki, R., Takeuchi, N., Akiyoshi, A., Navarro, F., Sugiyama, S., Yonezawa, T., Mori, H.
  • 雑誌名: Nature communications 巻: 9 号: 1 ページ: 3094-3094
  • DOI: 10.1038/s41467-018-05521-w
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Taxonomic revision of Chloromonas nivalis (Volvocales, Chlorophyceae) strains, with the new description of two snow-inhabiting Chloromonas species (2018)
  • 著者名/発表者名: Matsuzaki R, Nozaki H, Kawachi M.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 3 号: 3 ページ: e0193603-e0193603
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0193603
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Delineation of six species of the primitive algal genus Glaucocystis based on in situ ultrastructural characteristics. (2016)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, T., Nishida, T., Tuji, A., Saito, C., Matsuzaki, R., Sato, M., Toyooka, K., Yasuda, H., Nozaki, H.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 号: 1 ページ: 29209-29209
  • DOI: 10.1038/srep29209
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A New Morphological Type of Volvox from Japanese Large Lakes and Recent Divergence of this Type and V. ferrisii in Two Different Freshwater Habitats. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nozaki H, Ueki N, Isaka N, Saigo T, Yamamoto K, Matsuzaki R, Takahashi F, Wakabayashi K, Kawachi M.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 11 号: 11 ページ: e0167148-e0167148
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0167148
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 新規培養株によって明らかとなった氷雪性クロロモナスの1種（緑藻綱, ボルボックス目）の有性生殖 (2019)
  • 著者名/発表者名: 松崎令、野崎久義、河地正伸
  • 学会等名: 日本植物分類学会 第18回大会
• [学会発表] 新規培養株を用いた氷雪性緑藻Chloromonas fukushimaeの有性生殖の誘導 (2019)
  • 著者名/発表者名: 松崎令、野崎久義、河地正伸
  • 学会等名: 日本藻類学会 第43回大会
• [学会発表] 氷雪性緑藻Chloromonas nivalisのUTEXおよびCCCryo株の再同定 (2018)
  • 著者名/発表者名: 松崎令、野崎久義、河地正伸
  • 学会等名: 日本日生物資源学会 第25回大会
• [学会発表] A new snow-inhabiting species of Chloromonas from Japan, based on cultured and field-collected materials (2018)
  • 著者名/発表者名: Ryo Matsuzaki, Hisayoshi Nozaki, Nozomu Takeuchi, Yoshiaki Hara, Hisayoshi Nozaki
  • 学会等名: The 2nd snow algae meeting
  • 国際学会
• [学会発表] 氷雪藻Chloromonas nivalis（緑藻ボルボックス目）とされている培養株の分類学的再検討 (2018)
  • 著者名/発表者名: 松崎令、野崎久義、河地正伸
  • 学会等名: 日本植物分類学会 第17回大会
• [学会発表] 氷雪性緑藻Chloromonas nivalisとされている培養株の分類学的再検討 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松崎令、野崎久義、河地正伸
  • 学会等名: 日本藻類学会第41回大会
  • 発表場所: 高知大学朝倉キャンパス（高知県高知市）
  • 年月日: 2017-03-23
• [学会発表] 彩雪を構成する氷雪性緑藻類のシストの分子系統と１未記載種 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松崎令、野崎久義、竹内望、原慶明、河地正伸
  • 学会等名: 日本植物分類学会第16回大会
  • 発表場所: 京都大学吉田キャンパス（京都府京都市）
  • 年月日: 2017-03-09
• [学会発表] Taxonomy of a new snow-inhabiting species of Chloromonas based on the use of cultured and field-collected materials (2017)
  • 著者名/発表者名: Ryo Matsuzaki, Hisayoshi Nozaki, Nozomu Takeuchi, Yoshiaki Hara, Masanobu Kawachi
  • 学会等名: The Fourth International Volvox Conference
  • 国際学会
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 松崎令、野崎久義、竹内望、原慶明、河地正伸
  • 学会等名: 日本植物学会 第81回大会
• [学会発表] An undescribed species of snow-inhabiting Chloromonas (Volvocales, Chlorophyceae) from Japan (2017)
  • 著者名/発表者名: Ryo Matsuzaki, Hisayoshi Nozaki, Nozomu Takeuchi, Yoshiaki Hara, Masanobu Kawachi
  • 学会等名: The Eighth Symposium on Polar Science
• [備考] 国立環境研究所 生物・生態系環境研究センター 研究組織・メンバー紹介
  • URL: http://www.nies.go.jp/biology/aboutus/staff/matsuzaki_ryo.html
• [備考] 北極と南極の雪を赤く染める藻類の地理的分布の解明
  • URL: https://www.nies.go.jp/whatsnew/20180803/20180803.html
• [備考] 国立環境研究所 生物・生態系環境研究センター 研究組織・メンバー紹介
  • URL: http://www.nies.go.jp/biology/aboutus/staff/matsuzaki_ryo.html