ヒメミカヅキモの性決定遺伝子から迫る、ストレプトファイツ植物の性決定

• 研究課題/領域番号: 26650147
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 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: 坂山 英俊 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (60391108)
• 連携研究者: 西山 智明 金沢大学, 学際科学実験センター, 助教 (50390688) ; 土金 勇樹 日本女子大学, 理学部, 助教 (20434152) ; 阿部 淳 日本女子大学, 理学部, 学術研究員 (10424764)
• 研究協力者: 川井 絢子 日本女子大学, 理学部, 学術研究員 (30727673) ; 小宮 あゆみ 日本女子大学, 理学研究科, 大学院生 ; 藤原 安理 日本女子大学, 理学研究科, 大学院生 ; 神田 奈保 日本女子大学, 理学研究科, 大学院生 ; 露木 奈津美 日本女子大学, 理学研究科, 大学院生
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014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: ミカヅキモ / 性決定 / ゲノム解読 / シャジクモ / ストレプトファイツ

研究成果の概要

CpMinus1遺伝子の発現レベルを変動させた形質転換体を解析し、この遺伝子がヒメミカヅキモの性決定におけるマスター遺伝子であることを明らかにした。一方、CpMinus1と連鎖する、もう一つの未知性決定遺伝子であるCpMinus2は発見されなかった。さらに、雌雄異株種であるオーストラリアシャジクモを用いた性比較Iso-seq解析を行った結果、CpMinus1と弱い配列類似性を示す２種の遺伝子を見出し、そのうちの１種が雄株特異的に発現する可能性が示された。

研究成果

• [雑誌論文] Molecular evolutionary analysis of a gender-limited MID ortholog from the homothallic species Volvox africanus with male and monoecious spheroids (2017)
  • 著者名/発表者名: Kayoko Yamamoto, Hiroko Kawai-Toyooka, Takashi Hamaji, Yuki Tsuchikane, Toshiyuki Mori, Fumio Takahashi, Hiroyuki Sekimoto, Patrick J. Ferris, Hisayoshi Nozaki
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 12 号: 6 ページ: e0180313-e0180313
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0180313
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] CRISPR/Cas9-based knockouts reveal that CpRLP1 is a negative regulator of the sex pheromone PR-IP in the Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kanda, N., Ichikawa, M., Ono, A., Toyoda, A., Fujiyama, A., Abe, J., Tsuchikane, Y., Nishiyama, T., Sekimoto, H.
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 7 号: 1 ページ: 17873-17873
  • DOI: 10.1038/s41598-017-18251-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Sexual reproduction and sex determination in green algae (2017)
  • 著者名/発表者名: Sekimoto, H.
  • 雑誌名: Journal of Plant Research 巻: 印刷中
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [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: be, J., Hirano, N., Komiya, A., Kanda, N., Fujiwara, A., Hori, S., Tsuchikane, Y., Sekimoto, H.
  • 雑誌名: Bio-protocol 巻: 6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Concanavalin A disrupts the release of fibrous material necessary for zygote formation of a unicellular charophycean alga, Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex. (2016)
  • 著者名/発表者名: Abe, J., Hori, S., Sato, M., Sekimoto, H.
  • 雑誌名: Frontiers in Plant Science 巻: 7 ページ: 1040-1040
  • DOI: 10.3389/fpls.2016.01040
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [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: 1. 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] 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
• [学会発表] CpMinus1N遺伝子の過剰発現から明らかにするヒメミカヅキモの姉妹接合 (2018)
  • 著者名/発表者名: 板野芙美・齋藤真衣・関本弘之・土金勇樹
  • 学会等名: 日本植物分類学会第17回大会
• [学会発表] ヒメミカヅキモの失われた交配群とその再発見 (2018)
  • 著者名/発表者名: 小林弘佳・関本弘之・土金勇樹
  • 学会等名: 日本植物分類学会第17回大会
• [学会発表] CRISPR/Cas9 システムを利用したヒメミカヅキモのマイナス型細胞特異的受容体型タンパク質 CpRLP1 の機能解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 神田奈保、西山智明、土金勇樹、関本弘之
  • 学会等名: 日本植物生理学会第58回大会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] CRISPR/Cas9 システムを利用したヒメミカヅキモのマイナス型細胞特異的受容体型キナーゼ遺伝子 CpRLK2 の機能解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 今詩織、神田奈保、藤原安理、市川真知子、関本弘之
  • 学会等名: 日本植物生理学会第58回大会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] ヒメミカヅキモの CpMinus1 遺伝子の逆遺伝学的解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 露木奈津美、神田奈保、小宮あゆみ、川井絢子、土金勇樹、西山智明、関本弘之
  • 学会等名: 日本植物生理学会第58回大会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] 接合藻ヒメミカヅキモの性フェロモンによる生殖隔離と生殖干渉 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小林弘佳、加藤万智、関本弘之、土金勇樹
  • 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
  • 年月日: 2017-03-09
• [学会発表] ヒメミカヅキモの性決定におけるCpMinus1遺伝子の逆遺伝学的解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 露木奈津美、神田奈保、小宮あゆみ、川井絢子、土金勇樹、西山智明、関本弘之
  • 学会等名: 日本植物学会第81回大会
• [学会発表] CRISPR/Cas9による、ヒメミカヅキモの性特異的受容体型タンパク質の機能解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 神田奈保、今詩織、藤原安理、西山智明、土金勇樹、関本弘之
  • 学会等名: 日本植物学会第81回大会
• [学会発表] 性特異的遺伝子から明らかにするミカヅキモの進化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 土金 勇樹, 土松 隆志, Shakya Mangal Man, 関本 弘之
  • 学会等名: 日本植物学会第81回大会
• [学会発表] Functional analyses of sex specific receptor-like proteins in Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex, using CRISPR/CAS9 system (2017)
  • 著者名/発表者名: Sekimoto, H., Kanda, N., Kon, S., Nishiyama, T., Tsuchikane, Y.
  • 学会等名: 11th International Phycological Congress
  • 国際学会
• [学会発表] CRISPR/CAS9-induced knockout in unicellular zygnematophycean alga, Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex (2017)
  • 著者名/発表者名: Kanda, N., Tsuyuki, N., Kon, S., Nishiyama, T., Tsuchikane, Y., Sekimoto, H.
  • 学会等名: 11th International Phycological Congress
  • 国際学会
• [学会発表] CpMinus1, mt- genome specific gene of heterothallic Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex, is involved in the sex determination (2017)
  • 著者名/発表者名: Tsuyuki, N., Komiya, A., Kanda, N., Tsuchikane, Y., Nishiyama, T., Sekimoto, H.
  • 学会等名: 11th International Phycological Congress
  • 国際学会
• [学会発表] Reproductive isolation and reproductive interference by sex pheromones in Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex (2017)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, H., Kato, M., Sekimoto, H., Tsuchikane, Y.
  • 学会等名: 11th International Phycological Congress
  • 国際学会
• [学会発表] CpMinus1, mating-type minus genome specific gene of Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex, promotes mt_ phenotype (2017)
  • 著者名/発表者名: Tsuyuki, N., Komiya, A., Kanda, N., Tsuchikane, Y., Nishiyama, T., Sekimoto, H.
  • 学会等名: The 65th NIBB Conference Marchantia Workshop 2017
  • 国際学会
• [学会発表] New insights into the sexual reproduction in unicellular zygnematophycean alga, Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex (2017)
  • 著者名/発表者名: Sekimoto, H.
  • 学会等名: The 65th NIBB Conference Marchantia Workshop 2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ヒメミカヅキモの受容体型タンパク質CpRLP1の逆遺伝学的解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 神田奈保、関本弘之
  • 学会等名: 日本植物学会第80回大会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター
  • 年月日: 2016-09-16
• [学会発表] エレクトロポーレーションによるシャジクモ藻類ヒメミカヅキモの安定形質転換系の確立 (2016)
  • 著者名/発表者名: 川井絢子、金澤愛樹、早川靖彦、関本弘之
  • 学会等名: 日本植物学会第80回大会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター
  • 年月日: 2016-09-16
• [学会発表] シャジクモ藻類ヒメミカヅキモの性決定機構の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 関本弘之
  • 学会等名: 日本植物学会第80回大会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター
  • 年月日: 2016-09-16
  • 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 (2016)
  • 著者名/発表者名: Sekimoto, H., Komiya, A., Nishiyama, T.
  • 学会等名: EMBO Workshop - New model systems for early land plant evolution
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 2016-06-22
  • 国際学会
• [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（新潟県新潟市）
  • 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（新潟県新潟市）
  • 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（新潟県新潟市）
  • 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（新潟県新潟市）
  • 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（新潟県新潟市）
  • 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] 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] 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] ヒメミカヅキモの－型細胞特異的な受容体型タンパク質の特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤原安理、市川真知子、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 – 2014-09-14