ヒメミカヅキモの性染色体領域解析による生殖様式進化の解明

• 研究課題/領域番号: 24370038
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 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: 西山 智明 金沢大学, 学際科学実験センター, 助教 (50390688)
• 連携研究者: 阿部 淳 日本女子大学, 理学部, 学術研究員 (10424764) ; 土金 勇樹 日本女子大学, 理学部, 助教 (20434152)
• 研究協力者: 川井 絢子 日本女子大学, 理学部, 学術研究員 (30727673) ; 大槻 涼 日本女子大学, 理学部, 学術研究員 (10646962) ; 小宮 あゆみ ; 藤原 安理 ; 神田 奈保 ; 金澤 愛樹
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円); 2015年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2014年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2013年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2012年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
• キーワード: ミカヅキモ / 性決定遺伝子 / 性染色体 / 有性生殖 / 生殖様式 / 性決定 / 進化 / 性フェロモン / ゲノム

研究成果の概要

ヒメミカヅキモのヘテロタリック株には、遺伝的に異なる＋型株と－型株が存在する。本研究では、－型ゲノム特異的に存在する転写因子遺伝子CpMinus1を発見した。さらに、＋型細胞内で異所的にCpMinus1を発現させた形質転換体は、いずれも交配相手が存在しない環境で弱い生殖反応を示した。また複数の株で、－型のように、＋型に対して顕著に接合反応を示した。－型化した1株を用い、比較transcriptome解析を行ったところ、－型株と同様の遺伝子発現パターンへと顕著に変化していた。以上より、ヘテロタリック株において、CpMinus1遺伝子は主要な性決定遺伝子として機能することが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Preparation of knockdown transformants of unicellular charophycean alga, Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex. (2016)
  • 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
  • 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
  • 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
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [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: 印刷中
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Characterization of sexual reproductive processes in Chara braunii (Charales, Charophyceae). (2014)
  • 著者名/発表者名: Sato, M., Sakayama, H., Sato, M., Ito, M., Sekimoto, H.
  • 雑誌名: Phycol. Res. 巻: 62 号: 3 ページ: 214-221
  • DOI: 10.1111/pre.12056
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Detailed analyses on the parthenospore formation in Closterium moniliferum (Zygnematophyceae, Charophyta). (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuki Tsuchikane, Ayaka Nakai, and Hiroyuki Sekimoto
  • 雑誌名: Phycologia. 巻: 53 号: 6 ページ: 571-578
  • DOI: 10.2216/14-35r1.1
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The evolution of male-female sexual dimorphism predates the gender-based divergence of the mating locus gene MAT3/RB. (2013)
  • 著者名/発表者名: Rintaro Hiraide
  • 雑誌名: Molecular Biology and Evolution 巻: 30 号: 5 ページ: 1038-1040
  • DOI: 10.1093/molbev/mst018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Properties of cell surface carbohydrates in sexual reproduction of the Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex (Zygnematophyceae, Charophyta) (2012)
  • 著者名/発表者名: Hori, S., Sekimoto, H., Abe, J
  • 雑誌名: Phycol. Res 巻: 60 号: 4 ページ: 254-260
  • DOI: 10.1111/j.1440-1835.2012.00656.x
  • NAID: 10031136641
  • 査読あり
• [雑誌論文] New insights into the regulation of sexual reproduction in Closterium (2012)
  • 著者名/発表者名: Sekimoto, H., Abe, J., Tsuchikane, Y.
  • 雑誌名: The international review of Cell and Molecular Biology 巻: 297 ページ: 309-338
  • DOI: 10.1016/b978-0-12-394308-8.00014-5
  • ISBN: 9780123943088
  • 査読あり
• [雑誌論文] ミカヅキモの生殖について (2012)
  • 著者名/発表者名: 土金勇樹、関本弘之
  • 雑誌名: 海洋と生物 巻: 34 ページ: 426-434
• [雑誌論文] 単細胞シャジクモ藻類ミカヅキモにおける生殖隔離、種分化機構の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 関本弘之
  • 雑誌名: IFO Research communications 巻: 26 ページ: 71-85
• [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
• [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
• [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
• [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
• [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
• [学会発表] Sexual reproduction and sex determination of green algae (2015)
  • 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
  • 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 complex (2015)
  • 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
  • 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 complex (2015)
  • 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
  • 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 complex (2015)
  • 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
  • 国際学会
• [学会発表] ホモタリックなヒメミカヅキモにおけるCpMinus1相同遺伝子の機能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 土金勇樹、横山佳奈、鈴木穣、西山智明、関本弘之
  • 学会等名: 日本藻類学会
  • 発表場所: 九州大学（福岡県福岡市）
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-22
• [学会発表] 自殖するミカヅキモにおける性決定遺伝子CpMinus1の機能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 横山佳奈、関本弘之、鈴木穣、西山智明、土金勇樹
  • 学会等名: 日本植物分類学会
  • 発表場所: 福島大学（福島県福島市）
  • 年月日: 2015-03-06 – 2015-03-08
• [学会発表] ヤブソテツにおける葉緑体全長配列の解読 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大槻涼、関本弘之、三澤計治
  • 学会等名: 日本植物分類学会
  • 発表場所: 福島大学（福島県福島市）
  • 年月日: 2015-03-06 – 2015-03-08
• [学会発表] ヒメミカヅキモの－型細胞ゲノム特異的遺伝子CpMinus1の機能解析 (2014)
  • 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
  • 発表場所: 明治大学（神奈川県川崎市）
  • 年月日: 2014-09-12 – 2014-09-14
• [学会発表] 植物細胞リン酸輸送機構とその進化について (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤原ひとみ、大西美輪、坂山英俊、石崎公庸、豊倉浩一、関本弘之、西山智明、七條千津子、小菅桂子、深城英弘、三村徹郎
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 明治大学（神奈川県川崎市）
  • 年月日: 2014-09-12 – 2014-09-14
• [学会発表] ヒメミカヅキモの性フェロモンと結合するファシクリンIタンパク質の機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 市原健介、滝口若菜、原真由美、土金勇樹、阿部淳、関本弘之
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 明治大学（神奈川県川崎市）
  • 年月日: 2014-09-12 – 2014-09-14
• [学会発表] 接合藻ヒメミカヅキモにおけるホモタリズムの進化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 土金勇樹、西山智明、関本弘之
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 明治大学（神奈川県川崎市）
  • 年月日: 2014-09-12 – 2014-09-14
• [学会発表] シャジクモ藻類ヒメミカヅキモにおける陸上植物特異的な転写因子の探索と発現解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 川井絢子、阿部淳、鈴木穣、豊田敦、藤山秋佐夫、土金勇樹、西山智明、関本弘之
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 明治大学（神奈川県川崎市）
  • 年月日: 2014-09-12
• [学会発表] ヒメミカヅキモの－型細胞特異的遺伝子CpMinus1の解析 (2014)
  • 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: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] 植物細胞リン酸輸送機構とその進化について (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤原ひとみ、大西美輪、坂山英俊、石崎公庸、関本弘之、西山智明、七條千津子、深城英弘、三村徹郎
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] 生殖隔離に関わる性フェロモンのゲノムレベルでの特徴 (2013)
  • 著者名/発表者名: 土金勇樹、西山智明、関本弘之
  • 学会等名: 日本藻類学会
  • 発表場所: 山梨大学
  • 年月日: 2013-03-28
• [学会発表] A receptor-like kinase responsible for the progress of sexual reproduction of a charophycean alga, Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex (2013)
  • 著者名/発表者名: Sekimoto, H., Hirano, N., Marukawa, Y., Abe, J., Tsuchikane, Y.
  • 学会等名: 10th International phycological congress
  • 発表場所: Orlando, Florida USA
• [学会発表] Characterization of a conjugation processes in homothallic Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex (2013)
  • 著者名/発表者名: Tsuchikane, Y., Sekimoto, H
  • 学会等名: 10th International phycological congress
  • 発表場所: Orlando, Florida USA
• [学会発表] ヒメミカヅキモの有性生殖に関わる受容体型キナーゼCpRLK1の生理機能 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平野直子、土金勇樹、丸川祐佳、阿部淳、関本弘之
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] シャジクモ藻類ヒメミカヅキモの有性生殖制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 関本弘之、平野直子、大槻涼、川井絢子、土金勇樹、西山智明、阿部淳
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 招待講演
• [学会発表] 同型配偶子接合を行うヒメミカヅキモの接合過程における性特異的な挙動の探索 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中優希、関本弘之、土金勇樹
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] 接合藻ジュズミカヅキモ（Closterium moniliferum）における単為胞子形成機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 土金勇樹、関本弘之
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] シャジクモ藻類ヒメミカヅキモの有性生殖機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 関本弘之
  • 学会等名: 日本動物学会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 招待講演
• [学会発表] Intercellular communication in sexual reproduction of a unicellular charaphycean alga, Closterium peracerosum-strigosum-littorale comple (2012)
  • 著者名/発表者名: Sekimoto, H., Hirano, N., Marukawa, Y., Tsuchikane, Y., Abe, J.
  • 学会等名: International Symposium on the Mechanisms of Sexual Reproduction in Animals and Plants
  • 発表場所: 名古屋ガーデンパレス(名古屋市)(招待講演)
  • 年月日: 2012-11-16
• [学会発表] Sexual recognition between homothallic and heterothallic strains of Closterium (2012)
  • 著者名/発表者名: Tsuchikane, Y., Sekimoto, H
  • 学会等名: International Symposium on the Mechanisms of Sexual Reproduction in Animals and Plants
  • 発表場所: 名古屋ガーデンパレス(名古屋市)
  • 年月日: 2012-11-15
• [学会発表] A novel receptor-like protein kinase, CpRLKl, involved in the sexual rep roduction of a unicellular charophycean alga, Closteriurm peracerosum-strigosum-littorale complex (2012)
  • 著者名/発表者名: Hirano, N., Marukawa, Y., Hashiba, S., Tsuchikane, Y., Abe, J., Sekimoto, H.
  • 学会等名: International Symposium on the Mechanisms of Sexual Reproduction in Animals and Plants
  • 発表場所: 名古屋ガーデンパレス(名古屋市)
  • 年月日: 2012-11-14
• [学会発表] 同型配偶子接合を行うヒメミカヅキモの接合過程を追う (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中優希、土金勇樹、関本弘之
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 兵庫県立大学
  • 年月日: 2012-09-15
• [学会発表] ヒメミカヅキモの有性生殖に関わる受容体型タンパク質キナーゼCpRLKlの特性解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平野直子、橋場彩有里、土金勇樹、阿部淳、関本弘之
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 兵庫県立大学
  • 年月日: 2012-09-15
• [学会発表] ヒメミカヅキモの性フェロモンPR-IP Inducer結合分子の特性解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 関本弘之、滝口若菜、原真由美、高橋紗也香、土金勇樹、阿部淳
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 兵庫県立大学
  • 年月日: 2012-09-15
• [学会発表] 接合藻ヒメミカヅキモにおける生殖隔離に関わる性フェロモンの進化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 土金勇樹、西山智明、関本弘之
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 兵庫県立大学
  • 年月日: 2012-09-15
• [学会発表] 接合藻ミカヅキモ(Closterium moniliferunisにおける単為胞子形成株の生理学的解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 土金勇樹、中井彩香、関本弘之
  • 学会等名: 日本藻類学会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2012-07-15
• [学会発表] カヅキモの有性生殖に関わる細胞間情報伝達機構の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 関本弘之
  • 学会等名: 化学生態学研究会
  • 発表場所: 湯の川プリンスホテル渚亭(函館市(招待講演)
  • 年月日: 2012-06-30
• [図書] 動植物の受精学 (2014)
  • 著者名/発表者名: 野崎久義、関本弘之
  • 総ページ数: 333
  • 出版者: 化学同人
• [図書] Reproductive Biology of Plants (2014)
  • 著者名/発表者名: Sekimoto, H., Abe, J., Tsuchikane, Y.
  • 総ページ数: 380
  • 出版者: CRC press.
• [図書] Reproductive Biology of Plants (2014)
  • 著者名/発表者名: Sekimoto, H., Abe, J., Tsuchikane, Y.
  • 出版者: CRC press
• [図書] Sexual Reproduction in Animals and Plants (2014)
  • 著者名/発表者名: Sekimoto, H., Tsuchikane, Y., Abe, J.
  • 総ページ数: 480
  • 出版者: Springer
• [図書] 生物の受精(澤田均他編著)、「第4章 藻類の有性生殖」を分担執筆 (2013)
  • 著者名/発表者名: 野崎久義、関本弘之
  • 出版者: 化学同人(印刷中)
• [図書] 藻類ガイドブック(渡辺信他 編著)、「性フェロモン」を分担執筆 (2012)
  • 著者名/発表者名: 関本弘之
  • 総ページ数: 768
  • 出版者: NTS