植物における多細胞生物への進化の分子遺伝学的基盤の解明

• 研究課題/領域番号: 18370034
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物多様性・分類
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 伊藤 元己 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (00193524)
• 研究分担者: 坂山 俊英 (坂山 英俊) 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助教 (60391108) ; 関本 弘之 日本女子大, 理学部, 准教授 (20281652)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 17,640千円 (直接経費: 15,000千円、間接経費: 2,640千円); 2008年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2007年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2006年度: 6,200千円 (直接経費: 6,200千円)
• キーワード: 遺伝子 / 植物 / 進化 / ゲノム / ミカヅキモ / シャジクモ

研究概要

本研究は、被子植物へと繋がる植物の系統での多様性創生に関わるもっとも重要なステップである多細胞化について着目し、その分子遺伝学的基盤を明らかにすることが目的である。そのため、単細胞生物であるミカヅキモと多細胞化したシャジクモにおいて、遺伝子の網羅的かつ系統的解析を行い、どのような制御機構や遺伝子ネットワークが多細胞化や初期の器官分化において重要な働きをしたかを明らかにする。
シャジクモの栄養成長時の細胞と有性生殖器官からそれぞれRNA を単離し, cDNA を合成した.両者のcDNA について均一化したライブラリーを作製してEST を取得した.約6000 個について配列決定を行い、プロファイリングを行なった。転写制御遺伝子であるLEAFY 遺伝子とKNOX遺伝子について行ない、シャジクモ藻類で初めて単離に成功した。 これらの遺伝子についてDNA 配列決定を行ない、陸上植物の相同遺伝子とともに系統解析を行なうとともに発現解析を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Taxonomic reexamination of Chara globularis (Charales, Charophyceae) from Japan based on oospore morphology and rbcL gene sequences, and the description of C (2009)
  • 著者名/発表者名: Sakayama, H., Kasai, F., Kawachi, M., Watanabe, M. M., Nozaki, H., Nishihiro, J., Washitani, I., Shigyo, M., Krienitz, L. & Ito, M.
  • 雑誌名: leptospora sp. nov. Journal of Phycology (In press)
• [雑誌論文] Expression of the exogenous genes under the control of the endogenous HSP70 and CAB promoters in Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex (2008)
  • 著者名/発表者名: Abe,, J. Hiwatashi, Y., Ito, M., Hasebe, M., Sekimoto, H.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 49 ページ: 625-632
  • NAID: 10027330567
• [雑誌論文] Convergent evolution of shoots in land plants : lack of auxin polar transport in moss shoots (2008)
  • 著者名/発表者名: Fujita, T., Sakaguchi, H, Hiwatashi, Y., Wagstaff, S.J., Ito, M., Deguchi, H., Sato, T. and Hasebe, M.
  • 雑誌名: Evol. Develop 10:2 ページ: 176-186
• [雑誌論文] Taxonomy of Nitella (Charales, Charophyceae) based on comparative morphology of oospores and multiple DNA marker phylogeny using cultured material (2008)
  • 著者名/発表者名: Sakayama, H.
  • 雑誌名: Phycological Research 56 ページ: 202-215
• [雑誌論文] Morphological variation and intraspecific phylogeny of the ubiquitous species Chara braunii (Charales, Charophyceae)(in Japan) (2008)
  • 著者名/発表者名: Kato, S., Sakayama, H., Sano, S., Kasai, F., Watanabe, M. M., Tanaka, J. & Nozaki, H.
  • 雑誌名: Phycologia 47 ページ: 191-202
• [雑誌論文] Expression of the exogenous genes under the control of the endogenous HSP70 and CAB promoters in Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex. (2008)
  • 著者名/発表者名: Abe., J. Hiwatashi, Y., Ito, M., Hasebe, M., Sekimoto, H.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 49 ページ: 623-632
  • NAID: 10027330567
  • 査読あり
• [雑誌論文] The sporophyte-less filmy fern of eastern North America Trichomanes intricatum (Hymenophyllaceae) has the chloroplast genome of an Asian species. (2008)
  • 著者名/発表者名: Ebihara, A., Farrar, D.R., and Ito, M.
  • 雑誌名: Amer. J. Bot. 95 ページ: 1645-1651
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression of exogenous genes under the control of endogenous HSP70 and CAB promoters in the Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex (2008)
  • 著者名/発表者名: Abe, , J. Hiwatashi, Y., Ito, M., Hasebe, M., Sekimoto, H.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 49 ページ: 625-632
  • NAID: 10027330567
  • 査読あり
• [雑誌論文] Convergent evolution of shoots in land plants:lack of auxin polar transport in moss shoots (2008)
  • 著者名/発表者名: Fujita, T., Sakaguchi, H, Hiwatashi, Y., Wagstaff, S.J., Ito, M., Deguchi, H., Sato, T., and Hasebe, M.
  • 雑誌名: Evolution and Development 10 ページ: 176-186
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Sex Pheromone,Protoplast Release-inducihg Protein(PR-IP)Inducer,Induces Sexual Cell Division and Production of PR-IP in Closterium (2008)
  • 著者名/発表者名: Tsuchikane, Y., Fujii., T., Ito, M., Hasebe, M., Sekimoto, H.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 49 ページ: 1472-1476
  • 査読あり
• [雑誌論文] Seasonality of gametophyte occurrence, maturation and fertilization of the freshwater red alga Thorea okadae (Thoreales, Rhodophyta) in the Kikuchi River (2007)
  • 著者名/発表者名: Higa, A., Kasai, F., Kawachi, M., Kumano, S., Sakayama, H., Miyashita, M. & Watanabe, M. M.
  • 雑誌名: Japan. Phycologia 46 ページ: 160-167
• [雑誌論文] Gene expression profiling using cDNA microarray analysis of the sexual reproduction stage of the unicellular Charophycean alga Closterium peracerosumstrigosum-littorale Complex (2006)
  • 著者名/発表者名: Sekimoto, H., Tanabe, Y., Tsuchikane, Y., Shirosaki, H., Fukuda, H., Demura, T. and Ito, M.
  • 雑誌名: Plant Physiol 141 ページ: 271-279
• [雑誌論文] Sex allocation bias in hermaphroditic plants : effects of local competition and seed dormancy (2006)
  • 著者名/発表者名: Tsuchimatsu, T., Sakai, S. and Ito, M.
  • 雑誌名: Evol. Ecol. Res 8 ページ: 829-842
  • NAID: 120003728112
• [雑誌論文] Isolation of myosin XI genes from the Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex and analysis of their expression during sexual reproduction (2006)
  • 著者名/発表者名: Hamada, S., Sekimoto, H., Tanabe, Y., Tsuchikane, Y., Ito, M.
  • 雑誌名: J. Plant Res 119 ページ: 105-113
  • NAID: 10018126202
• [雑誌論文] Isolation of myosin XI genes from the Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex and analysis of their expression during sexual reproduction. (2006)
  • 著者名/発表者名: Hamada, S., Sekimoto, H., Tanabe, Y., Tsuchikane, Y., Ito, M.
  • 雑誌名: J. Plant Res. 119 ページ: 271-279
  • NAID: 10018126202
• [雑誌論文] Gene expression profiling using cDNA microarray analysis of the sexual reproduction stage of the unicellular Charophycean alga Closterium peracerosum-strigosum-littorale Complex. (2006)
  • 著者名/発表者名: Sekimoto, H., Tanabe, Y., Tsuchikane, Y., Shirosaki, H., Fukuda, H., Demura, T., Ito, M.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 141 ページ: 271-279
• [学会発表] シャジクモ類におけるLEAFY遺伝子ホモログの単離 (2009)
  • 著者名/発表者名: 坂山英俊・伊藤元己
  • 学会等名: 日本藻類学会
  • 発表場所: 那覇
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] シャジクモ(Chara braunii)の生殖器官形成の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐藤真知子・坂山英俊・関本弘之・伊藤元己
  • 学会等名: 日本藻類学会
  • 発表場所: 那覇
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] シャジクモ類におけるLEAFY遺伝子ホモログの単離 (2009)
  • 著者名/発表者名: 坂山英俊・伊藤元己
  • 学会等名: 日本藻類学会第33回大会
  • 発表場所: 琉球大学
  • 年月日: 2009-03-27
• [学会発表] 接藻ヒメミカヅキモの非対称な生殖隔離に関わる性フェロモン (2008)
  • 著者名/発表者名: 土金勇樹・山崎華奈子・伊藤元己・関本弘之
  • 学会等名: 日本藻類学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-03-22
• [学会発表] .ヒメミカヅキモへの外来遺伝子導入による形質転換体の作出 (2008)
  • 著者名/発表者名: 堀早知恵・阿部淳・伊藤元己・関本弘之
  • 学会等名: 日本藻類学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-03-22
• [学会発表] ヒメミカヅキモのKNOX遺伝子クローニングと分子的解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 関本弘之・坂本季美枝・田邊陽一・阿部淳・伊藤元己
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 野田
  • 年月日: 2007-09-05
• [学会発表] Molecular approaches for sexual reproduction of a unicellular charophycean alga, Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex (2007)
  • 著者名/発表者名: Sekimoto, H.
  • 学会等名: Intemational Symposium on Biology and Taxonomy of Green Algae V
  • 発表場所: Smolenice, Slovakia
  • 年月日: 2007-06-25