研究課題
基盤研究(B)
陸上植物および各シャジクモ藻類の多細胞体制の進化的関係や初期進化を明らかにするためには、陸上植物祖先のシャジクモ藻類の多細胞体制の発生を司る遺伝子系を明らかにし、陸上植物とシャジクモ藻類を形態と遺伝子のレベルで比較することが必須である。本研究では、シャジクモ類とアオミドロ類において、生殖器官/配偶子嚢の発生を司る遺伝子系に焦点を絞り、陸上植物とその祖先のシャジクモ藻類における発生システムの相同性と相違を順遺伝学と逆遺伝学の両方から解明する。
陸上植物および各シャジクモ藻類の多細胞体制の進化的関係や初期進化を明らかにするためには、陸上植物祖先のシャジクモ藻類の多細胞体制の発生を司る遺伝子系を明らかにし、陸上植物とシャジクモ藻類を形態と遺伝子のレベルで比較することが必須である。本研究では、シャジクモ類とアオミドロ類において、生殖器官/配偶子嚢の発生を司る遺伝子系に焦点を絞り、陸上植物とその祖先のシャジクモ藻類における発生システムの相同性と相違を順遺伝学と逆遺伝学の両方から解明する。本年度は、前年度から引き続き遺伝学的アプローチの実験を進めるとともに、形質転換系の確立と遺伝子機能解析に関する実験を実施した。生体材料として、研究代表者らが概要ゲノムを決定したシャジクモ（Chara braunii）の生態型が異なる交配可能な２系統を用いた。シャジクモは約6週間でプロトネマから接合子形成までの生活環をほぼ同調的に全うする。シャジクモの培養方法は既に確立済みである。アオミドロ類については、独自に野外から採集し、培養株を確立した交配可能な２系統を用いた。アオミドロ類は有性生殖誘導が可能であり、生活環をほぼ同調的に全うする。アオミドロ類の培養方法は既に確立済みである。シャジクモの幹細胞を標的として、アグロバクテリウム法、マイクロインジェクション法、パーティクルボンバートメント法、エレクトロポレーション法による遺伝子導入の条件と薬剤選抜を検討し、恒常的に外来遺伝子を発現させた形質転換系の確立に向けた条件検討を進めた。アオミドロ類でもシャジクモの場合とほぼ同様の形質転換法を検討した。また、形質転換の実験系の開発と並行して、植物における発生制御遺伝子のシャジクモにおけるホモログに関してクローニング、発現解析、機能解析に関する実験を進めた。
3: やや遅れている
シャジクモ類とアオミドロ類における突然変異原を用いた突然変異体の分離と交配実験などに関する順遺伝学の研究や形質転換系の確立に関する研究はほとんど報告例がなく、条件検討に多くの時間を要したため、解析が完了していない部分があるが、植物における発生制御遺伝子のシャジクモ藻類におけるホモログの機能解析に関する逆遺伝学の実験は順調に実施出来た。
今後は順遺伝学の実験に関しては、条件検討を重ねて効率的な突然変異体の分離と交配、ゲノム解析などに関する実験を進める予定である。逆遺伝学の実験に関しては、アグロバクテリウム法、マイクロインジェクション法、パーティクルボンバートメント法、エレクトロポレーション法による形質転換系の確立および植物における発生制御遺伝子のシャジクモ藻類におけるホモログに関して機能解析に関する実験を進める予定である。
すべて 2025 2024 2023 その他
すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 図書 (3件) 備考 (1件)
Phycologia
巻: 63 号: 5 ページ: 480-489
10.1080/00318884.2024.2400036
Journal of Asia-Pacific Biodiversity
巻: 17 号: 4 ページ: 712-721
10.1016/j.japb.2024.04.018
植物研究雑誌
巻: 98 号: 5 ページ: 247-253
10.51033/jjapbot.ID0176
Algal Resources
巻: 16 ページ: 17-22
https://sites.google.com/view/sakayama-lab/home
