ゲノム情報と形態形質進化から探るコンブ目植物による「海の森」の成立

• 研究課題/領域番号: 25291087
• 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: 神戸大学
• 研究代表者: 川井 浩史 神戸大学, 内海域環境教育研究センター, 教授 (30161269)
• 研究分担者: 羽生田 岳昭 神戸大学, 自然科学系先端融合研究環内海域環境教育研究センター, 助教 (40379334) ; 山岸 隆博 神戸大学, 自然科学系先端融合研究環, 助教 (30379333) ; 長里 千香子 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 准教授 (00374710) ; 本村 泰三 北海道大学, 学内共同利用施設等, 教授 (30183974)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円); 2015年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2014年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2013年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
• キーワード: コンブ目 / 進化 / 分子系統 / トランスクリプトーム / 褐藻 / 網羅的ｃDNA塩基配列解析 / 生物地理 / 藻場構成種 / 網羅的cDNA塩基配列解析

研究成果の概要

派生的なコンブ目の科を代表する種を対象に葉緑体6，ミトコンドリア6遺伝子による分子系統解析を行い，最も祖先的なアウレオファイクス科からまずチガイソ科とアナメ科・コンブ科が，次いでアナメ科が分岐したことを示した。このことから派生的なコンブ類の進化の早い時期に粘液分泌器官や気胞が出現し，また寒帯域から温帯域・南半球への分布拡大が独立して数回起こったことが示唆された。トランスクリプトーム解析からアルギン酸合成に関わる細胞外タンパク質ではマンヌロン酸c5エピメレース，メタロプロテアーゼ等の酵素の遺伝子数・ドメイン構造の多様化がコンブ目の構造の多様化に大きな役割を果たした可能性が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Phylogeographic analysis of the brown alga Cutleria multifida (Tilopteridales, Phaeophyceae) suggests a complicated introduction history (2016)
  • 著者名/発表者名: Kawai H., Kogishi K., Hanyuda T., Arai S., Gurgel C.F., Nelson W., Meinesz A., Tsiamis K. and Peters A.F.
  • 雑誌名: Phycological Research 巻: 64 号: 1 ページ: 3-10
  • DOI: 10.1111/pre.12113
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Taxonomic revision of Papenfussiella species (Chordariaceae, Phaeophyceae) in the Northern Hemisphere (2016)
  • 著者名/発表者名: Kawai, H., Miyoshi, K., Hanyuda, T.
  • 雑誌名: Phycologia 巻: 55 号: 3 ページ: 308-317
  • DOI: 10.2216/15-139.1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Flagellar waveforms of gametes in the brown alga Ectocarpus siliculosus. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita N, Shiba K, Inaba K, Fu G, Nagasato C and Motomura T.
  • 雑誌名: European Journal of Phycology 巻: 51 号: 2 ページ: 139-148
  • DOI: 10.1080/09670262.2015.1109144
  • NAID: 120006220013
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] An introduced population of Chorda asiatica (Chordaceae, Laminariales) in Puget Sound, North America (2015)
  • 著者名/発表者名: Kawai H., Hanyuda T., Mumford T. and Waaland J.R.
  • 雑誌名: Phycological Research 巻: 63 号: 2 ページ: 154-158
  • DOI: 10.1111/pre.12089
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Taxonomy, morphology and genetic variation of Nitella flexilis var. bifurcata (Charales, Characeae) from Japan (2015)
  • 著者名/発表者名: Sakayama, H., Kai, A, Nishiyama, M., Watanabe, M. M., Kato, S., Ito, M., Nozaki, H. and Kawai, H.
  • 雑誌名: Phycological Research 巻: 63 号: 3 ページ: 159-166
  • DOI: 10.1111/pre.12085
  • 査読あり
• [雑誌論文] Taxonomic re-examination of Japanese Halimeda species using genetic markers, and proposal of a new species Halimeda ryukyuensis (Bryopsidales, Chlorophyta) (2015)
  • 著者名/発表者名: Kojima R., Hanyuda T. and Kawai H.
  • 雑誌名: Phycological Research 巻: 63 号: 3 ページ: 178-188
  • DOI: 10.1111/pre.12095
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diversity of Halimeda (Chlorophyta) from the Thai–Malay Peninsula (2015)
  • 著者名/発表者名: Pongparadon S., Zuccarello G., Phang S.-M., Kawai H., Hanyuda T. and Prathep A.
  • 雑誌名: Phycologia 巻: 54 号: 4 ページ: 349-366
  • DOI: 10.2216/14-108.1
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Reproductive morphology and DNA sequences of the brown alga Platysiphon verticillatus support the new combination Platysiphon glacialis (2015)
  • 著者名/発表者名: Kawai H., Hanyuda T., Yamagishi T., Kai A., Lane C.E., McDevit D., Küpper F.C. and Saunders G.W.
  • 雑誌名: Journal of Phycology 巻: 51 号: 5 ページ: 910-917
  • DOI: 10.1111/jpy.12331
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Molecular phylogeny of two unusual brown algae, Phaeostrophion irregulare and Platysiphon glacialis, proposal of the Stschapoviales ord. nov. and Platysiphonaceae fam. nov., and a re-examination of divergence times for brown algal orders (2015)
  • 著者名/発表者名: Kawai H., Hanyuda T., Draisma G.A. Wilce R.T. and Andersen R.A.
  • 雑誌名: Journal of Phycology 巻: 51 号: 5 ページ: 918-928
  • DOI: 10.1111/jpy.12332
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Aribbon-like structure in the ejective organelle of green microalga Pyramimonas parkeae (Prasinophyceae) consists of core histones and polymers containing N-acetyl-glucosamine. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamagishi T. and Kawai H.
  • 雑誌名: Protist 巻: 166 号: 5 ページ: 522-533
  • DOI: 10.1016/j.protis.2015.08.003
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ubiquitous distribution of helmchrome in phototactic swarmers of the stramenopiles. (2015)
  • 著者名/発表者名: Fu G., Nagasato C., Yamagishi T., Kawai H., Okuda K., Yoshitake T., Horiguchi T., Motomura T.
  • 雑誌名: Protplasma 巻: 253 号: 3 ページ: 929-941
  • DOI: 10.1007/s00709-015-0857-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Plasmodesmata of brown algae. (2015)
  • 著者名/発表者名: Terauchi, M, Nagasato, C, and Motomura, T.
  • 雑誌名: J. Plant Res. 巻: 128 号: 1 ページ: 7-15
  • DOI: 10.1007/s10265-014-0677-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development and function of plasmodesmata in Fucus zygotes (2015)
  • 著者名/発表者名: Nagasato, C., Tanaka, A. and Motomura, T
  • 雑誌名: Bot. Mar. 巻: 58 ページ: 229-238
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phylogeographic data revealed shallow genetic structure in the kelp Saccharina japonica (Laminariales, Phaeophyta). (2015)
  • 著者名/発表者名: Zhang J, Yao JT, Sun ZM, Fu G, Galanin DA, Nagasato C, Motomura T, Hu ZM and Duan DL.
  • 雑誌名: BMC Evolutionary Biology 巻: 15 号: 1 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1186/s12862-015-0517-8
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Spermatogenesis and auxospore structure in the multipolar centric diatom Hydrosera (2015)
  • 著者名/発表者名: Masahiko Idei, Shinya Sato, Chikako Nagasato, Taizo Motomura, Kensuke Toyoda, Tamotsu Nagumo, David G. Mann
  • 雑誌名: Journal of Phycology 巻: 51 号: 1 ページ: 144-158
  • DOI: 10.1111/jpy.12261
  • 査読あり
• [雑誌論文] Occurrence of an endangered species Nitellopsis obtusa (Charales, Charophyceae) in western Japan and the genetic differences within and among Japanese populations (2015)
  • 著者名/発表者名: Kato, S., Kawai, H., Takimoto, M., Suga, H., Yohda, K., Horiya, K., Higuchi, S., Sakayama, H. 2015. Occurrence of an endangered species Nitellopsis obtusa (Charales, Charophyceae) in western Japan and the genetic differences within and among Japanese populations. Phycol. Res.
  • 雑誌名: Phycol. Res. 巻: 63 ページ: 00-00
  • NAID: 40020140316
  • 査読あり
• [雑誌論文] Taxonomy, morphology and genetic variation of Nitella flexilis var. bifurcata (Charales, Characeae) from Japan (2015)
  • 著者名/発表者名: Sakayama, H., Kai, A., Nishiyama, M., Watanabe, M.M., Kato, S., Ito, M., Nozaki, H., Kawai, H.
  • 雑誌名: Phycol. Res. 巻: 63 ページ: 00-00
  • 査読あり
• [雑誌論文] Taxonomic re-examination of Japanese Halimeda species using genetic markers, and proposal of a new species Halimeda ryukyuensis (Bryopsidales, Chlorophyta) (2015)
  • 著者名/発表者名: Kojima, R., Hanyuda, T., Kawai, H.
  • 雑誌名: Phycol. Res. 巻: 63 ページ: 00-00
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ligulate Desmarestia (Desmarestiales, Phaeophyceae) revised: D. japonica sp. nov. and D. dudresnayi differ from D. ligulata. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yang, E.C., Peters, A.F., Kawai, H., Stern, R., Hanyuda, T., Bárbara, T., Müller, D.G., Srittmatter, M. Prud’Homme van Reine, W.F., Küpper, F.C.
  • 雑誌名: J. Phycol. 巻: 50 号: 1 ページ: 149-166
  • DOI: 10.1111/jpy.12148
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radioactive cesium accumulation in seaweeds by the Fukushima 1 Nuclear Power Plant accident – two years’ monitoring at Iwaki and its vicinity. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kawai, H., Kitamura, A., Mimura, M., Mimura, T., Tahara, T., Aida, D., Sato, K., H. Sasaki.
  • 雑誌名: J. Plant Res. 巻: 127 号: 1 ページ: 23-42
  • DOI: 10.1007/s10265-013-0603-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Four newly recorded species of the calcified marine brown macroalgal genus Padina (Dictyotales, Phaeophyceae) for Australia (2014)
  • 著者名/発表者名: Ni-Ni-Win, Zhong-Min Sun, Z.-M., Hanyuda, T., Kurihara, A., Gurgel, C.F.D., Kawai, H.
  • 雑誌名: Aust. Syst. Bot. 巻: 26 号: 6 ページ: 448-465
  • DOI: 10.1071/sb13025
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recent advances in the phylogeny and taxonomy of Laminariales (2014)
  • 著者名/発表者名: Kawai, H.
  • 雑誌名: Perspectives in Phycology 巻: 1 ページ: 27-40
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Comparative transcriptome analysis of Discosporangium mesarthrocarpum (Phaeophyceae), Schizocladia ischiensis (Schizocladiophyceae) and Phaeothamnion confervicola (Phaeothamniophyceae), with special reference to cell wall-related genes (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamagishi, T., Müller, D.G., Kawai, H.
  • 雑誌名: J. Phycol. 巻: 50 ページ: 543-551
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A pilot-scale floating closed culture system for the multicellular cyanobacterium Arthrospira platensis NIES-03 (2014)
  • 著者名/発表者名: Toyoshima, M., Yamagishi, T., Aikawa, S., Kondo, A., Kawai, H.
  • 雑誌名: J. Appl. Phycol. 巻: 27 号: 6 ページ: 0-0
  • DOI: 10.1007/s10811-014-0484-2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Proteomics analysis of heterogeneous flagella in brown alga (Stramenopiles) (2014)
  • 著者名/発表者名: Fu, G., Nagasato, C., Oka, S., Cock, M. J. and Motomura, T.
  • 雑誌名: Protist 巻: 165 号: 5 ページ: 662-675
  • DOI: 10.1016/j.protis.2014.07.007
  • NAID: 120005906760
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of three proteins involved in fertilization and parthenogenetic development of a brown alga, Scytosiphon lomentaria (2014)
  • 著者名/発表者名: Jong Won Han, J. W., Tatyana A. Klochkova, T. A, Shim, J., Nagasato, C. Motomura, T., and Kim, G. H.
  • 雑誌名: Planta 巻: 240 号: 6 ページ: 1253-1267
  • DOI: 10.1007/s00425-014-2148-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mesospora elongata sp. nov. (Ralfsiales, Phaeophyceae), a new crustose brown algal species from the Indo-Pacific region (2013)
  • 著者名/発表者名: Poong, S.-W., Lim P.-E., Phang, S.-M., Gerung G., Kawai, H.
  • 雑誌名: Phycologia 巻: 52 号: 1 ページ: 84-81
  • DOI: 10.2216/12-42.1
  • 査読あり
• [雑誌論文] A molecular-assisted floristic survey of crustose brown algae (Phaeophyceae) from Malaysia and Lombok Island, Indonesia based on rbcL and partial cox1 genes (2013)
  • 著者名/発表者名: Poong, S.-W., Lim P.-E., Phang, S.-M., Sunarpi, H., West, J.A., Kawai, H.
  • 雑誌名: J. Appl. Phycol. 巻: 26 号: 2 ページ: 1231-1242
  • DOI: 10.1007/s10811-013-0081-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct conversion of Spirulina to ethanol without pretreatment of enzymatic hydrolysis processes (2013)
  • 著者名/発表者名: Aikawa, S., Joseph, A., Yamada, R., Izumi, Y., Yamagishi, T., Matsuda, F., Kawai, H., Chang, J-S., Hasunuma, T., Kondo, A.
  • 雑誌名: Energy Environ. Sci. 巻: 6 ページ: 1844-1849
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ancestral reproductive structure in basal kelp Aureophycus aleuticus (2013)
  • 著者名/発表者名: Kawai, H., Hanyuda, T., Ridgway, L.M., Holser, K.
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 3 号: 1 ページ: 2491-2491
  • DOI: 10.1038/srep02491
  • NAID: 120005356886
  • 査読あり
• [学会発表] Marine algae carried across the North Pacific on Japanese Tsunami Marine Debris (JTMD) and their invation threat to the coasts of Oregon and Washington, USA (2016)
  • 著者名/発表者名: Hansen, G., Hanyuda, T., Kawai, H.
  • 学会等名: 9th International Conference on Marine Bioinvasions
  • 発表場所: The Menzies Sydney Hotel, Sydney
  • 年月日: 2016-01-19
  • 国際学会
• [学会発表] Taxonomic revision of Papenfussiella species in the Northern Hemispher (2015)
  • 著者名/発表者名: Kawai, H., Miyoshi, K., Hanyuda, T.
  • 学会等名: European Phycological Congress
  • 発表場所: Novotel, London
  • 年月日: 2015-08-23
  • 国際学会
• [学会発表] 北米産ツルモ属の系統地理–新たに確認された越境移入– (2015)
  • 著者名/発表者名: 川井浩史・羽生田岳昭・T. Mumford・J.R. Waaland
  • 学会等名: 日本藻類学会第39回大会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-22
• [学会発表] プラシノ藻Pyramimonas parkeaeにおけるエジェクトソーム様構造の分子同定：ヒストンと酸性多糖の重合体から成る新奇ポリマー (2015)
  • 著者名/発表者名: 山岸隆博・川井浩史
  • 学会等名: 日本藻類学会第39回大会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-22
• [学会発表] Genomic study of the brown algal model organism Ectocarpus (2014)
  • 著者名/発表者名: Kawai, H.
  • 学会等名: Marchantia Workshop 2014
  • 発表場所: Centennial Hall, Kobe University, Kobe
  • 年月日: 2014-12-08 – 2014-12-10
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular phylogeny of Cladosiphon species, and proposal of a new species from central Japan (2014)
  • 著者名/発表者名: Kawai, H., Kim, S.H., Ichikawa, Y., Uwai, S. Hanyuda, T., Peters, A.F.
  • 学会等名: 7th Asian Pacific Phycological Forum
  • 発表場所: Wuhan Eastlake International Conference Center, Wuhan, China
  • 年月日: 2014-09-20 – 2014-09-24
• [学会発表] 褐藻の細胞壁形成における金標識抗フコイダン抗体の分布 (2014)
  • 著者名/発表者名: 関田論子・川井浩史・奥田一雄
  • 学会等名: 日本植物学会第78回大会
  • 発表場所: 明治大学生田キャンパス
  • 年月日: 2014-09-12 – 2014-09-14
• [学会発表] Early evolution of Laminariales (2014)
  • 著者名/発表者名: Kawai, H.
  • 学会等名: 28th Congress of the Phycological Society of Southern Africa
  • 発表場所: Melkbosstrand, South Africa
• [学会発表] 系統保存株を用いた褐藻類の多遺伝子分子系統解析とPlatysiphon verticillatusの分類の再検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 川井浩史・羽生田岳昭・R.J. Andersen・R. Wilce
  • 学会等名: 日本藻類学会第38回大会
  • 発表場所: 東邦大学
• [学会発表] Life history, molecular phylogeny and taxonomic revision of Platysiphon verticillatus (Phaeophyceae) (2013)
  • 著者名/発表者名: awai, H., Hanyuda, T., Kai, A., Yamagishi, T., Saunders, G.W., Lane, C., McDevit, D., Küpper, F.C., Wilce, R.T.
  • 学会等名: 52nd Northeast Algal Society Annual Symposium
  • 発表場所: Mystic, Connecticut, USA
• [学会発表] Sorus formation of the basal system in Aureophycus aleuticus, and its taxonomic revision at familial rank (2013)
  • 著者名/発表者名: Kawai, H., Hanyuda, T., Holser, K., Ridgeway, L.M.
  • 学会等名: 10th International Phycological Congress
  • 発表場所: Orlando, Florida, USA
• [学会発表] Macroalgal culture collection in Kobe University and macroalgal genomics (2013)
  • 著者名/発表者名: Kawai, H., Yamagishi, T., Kai, A., Yamaguchi, A., Hanyuda, T.
  • 学会等名: 5th ANRRC International Meeting
  • 発表場所: Shonan-village Center, Hayama, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] 褐藻類の多細胞化・大型化を細胞壁成分、有性生殖様式、生活史型の進化から考える (2013)
  • 著者名/発表者名: 川井浩史・羽生田岳昭・山岸隆博
  • 学会等名: 日本植物学会第77回大会
  • 発表場所: 北海道大学
• [図書] ‘Evolution and biogeography of laminarialean kelps’ (Ed. Z. Hu and C. Fraser) in ‘Seaweed Phylogeography’ (2016)
  • 著者名/発表者名: Kawai, H., Hanyuda, T., Uwai, S.
  • 総ページ数: 22
  • 出版者: Springer
• [図書] ‘Introduction (Heterokontobionta p.p.), Cryptophyta, Dinophyta, Haptophyta, Heterkontophyta (except diatoms, Phaeophyceae, Eustigmatophyceae), Chlorarachniophyta, Euglenophyta’ (Ed. W. Frey) in ‘Syllabus of Plant Families – A. Engler’s Syllabus der Pflanzenfamilien Part 2/1 Photoautotrophic eukaryotic Algae (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakayama, T., Kawai, H.
  • 総ページ数: 30
  • 出版者: Borntraeger Verlagsbuchhandlung
• [図書] Syllabus of Plant Families Part 2/1 (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakayama, T., Kawai, H.
  • 総ページ数: 324
  • 出版者: Borntraeger
• [図書] 光合成生物の進化と生命科学 (2014)
  • 著者名/発表者名: 三村徹郎・川井浩史
  • 総ページ数: 194
  • 出版者: 培風館