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2018 年度 実績報告書

汽水湖で特異的に大量発生する新奇強毒アオコのエコトキシコ・ゲノミクス

研究課題

研究課題/領域番号 15K07523
研究機関筑波大学

研究代表者

田辺 雄彦  筑波大学, 藻類バイオマス・エネルギーシステム開発研究センター, 主任研究員 (80391126)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワードアオコ / 汽水湖 / 塩分耐性 / 浸透圧調整物質 / スクロース / ゲノミクス
研究実績の概要

昨年度までに実施した塩分耐性を持つミクロシスティスのゲノム解析、化学分析、フィールド調査、遺伝子発現解析のデータに基づき、本来淡水でしか生息できないミクロシスティスが、近年の汽水の富栄養化という水環境の悪化に適応し、塩分耐性遺伝子(浸透圧調整物質として知られるスクロースを合成する遺伝子)を遺伝子水平伝播によって獲得することにより、汽水という新たな環境へ進出した、という仮説についての論文を発表し、プレスリリースを行った。
夏・秋季に網走湖に赴いてアオコの採集を行い、ミクロシスティスを複数株単離することにより、新規の塩分耐性株1株(18AbL-65)の取得に成功した。この新規塩分耐性株について全ゲノム解析及び遺伝子発現解析を行った結果から、本株がこれまでに解析した同種の塩分耐性株と同様に、スクロースの合成により塩分耐性を示すことを明らかにした。網走湖から分離した塩分感受性株2株についても全ゲノム解析を行い、これらの株には実際にスクロース等の浸透圧調整物質の合成遺伝子が存在しないことを明らかにした。
昨年度にゲノム解析を行ったミクロシスティスのNIES-1211株については、塩分耐性を持つと同時に、通常のミクロシスティスにはない赤色の光合成色素フィコエリスリンを合成するというユニークな形質を持つことがわかった。本種におけるフィコエリスリンの進化プロセスを明らかにするため、フィコエリスリンを含む株5株について全ゲノム解析を行った。その結果から、ミクロシスティスの系統進化史におけるフィコエリスリンの獲得プロセスを明らかにした。
本課題のまとめとして、1)アオコの単離、2)培養とゲノム抽出、3)次世代シークエンサーによる全ゲノム解析、4)生態系適応と毒性に関与する遺伝子の同定、という一連の解析を短期間で遂行可能な「エコトキシコ・ゲノミクス」のスキームを確立することができた。

備考

(1)汽水で発生するアオコ研究成果発表論文のプレスリリース資料
(2)web記事

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Draft genome sequence of Microcystis aeruginosa NIES-4285, isolated from brackish water (Lake Abashiri, Japan)2019

    • 著者名/発表者名
      Yuuhiko Tanabe, Haruyo Yamaguchi
    • 雑誌名

      Microbiology Resource Announcements

      巻: 8 ページ: e00001-19

    • DOI

      10.1128/MRA.00001-19

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Adaptation of the freshwater bloom-forming cyanobacterium Microcystis aeruginosa to brackish water is driven by recent horizontal transfer of sucrose genes2018

    • 著者名/発表者名
      Yuuhiko Tanabe, Yoshikuni Hodoki, Tomoharu Sano, Kiyoshi Tada, Makoto M Watanabe
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 9 ページ: 1150

    • DOI

      10.3389/fmicb.2018.01150

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evolutionary history of phycoerythrin pigmentation in the water bloom-forming cyanobacterium Microcystis aeruginosa2018

    • 著者名/発表者名
      Yuuhiko Tanabe, Haruyo Yamaguchi
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: - ページ: 485508

    • DOI

      https://doi.org/10.1101/485508

    • オープンアクセス
  • [学会発表] 赤いあおこちゃん~フィコエリスリンを持つミクロシスティスのゲノム解析2019

    • 著者名/発表者名
      田辺雄彦、山口晴代
    • 学会等名
      日本藻類学会第43回大会
  • [備考]

    • URL

      https://www.tsukuba.ac.jp/attention-research/p201606051300.html

  • [備考]

    • URL

      https://academist-cf.com/journal/?p=7952

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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