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2018 年度 実績報告書

植物プランクトンと多様な菌類の寄生関係:変動環境下における感染症動態の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H02943
研究機関横浜国立大学

研究代表者

鏡味 麻衣子  横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 教授 (20449250)

研究分担者 出川 洋介  筑波大学, 生命環境系, 准教授 (00311431)
朴 虎東  信州大学, 学術研究院理学系, 教授 (20262686)
千賀 有希子  東邦大学, 理学部, 准教授 (30434210)
辻 彰洋  独立行政法人国立科学博物館, 植物研究部, 研究主幹 (40356267)
伴 修平  滋賀県立大学, 環境科学部, 教授 (50238234)
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)
細井 祥子 (田辺祥子)  滋賀県立大学, 環境科学部, 准教授 (80423226)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワード生物多様性 / 水圏 / 微生物 / 環境変動 / 病原菌
研究実績の概要

印旛沼およびドイツの湖沼(Stechlin湖)における菌類の群集構造の季節変動を次世代シーケンス解析により把握し、Single cell PCRと単離培養の結果と合わせて解析を行った。
印旛沼では、優占する珪藻2種に寄生する菌類にが10種類以上存在し、ツボカビが10クレード、ロゼラ菌が1クレード、アフェリダ菌が1クレード検出された。これらの菌類の中には、1種の珪藻にしか寄生できないスペシャリストと、2種の珪藻両方に寄生できるジェネラリストが存在した。珪藻が出現している4月から9月の間、菌類の種組成は頻繁に入れ替わ理、調査日によって出現する菌類種は異なった。同じ時期に複数の種類が出現し、1種類の菌が優占すること時もあった。特にツボカビの1クレード(NC)はやアフェリダ菌の1クレードは多く出現する傾向にあった。これらの種は1種の珪藻にしか寄生できないスペシャリストであり、宿主をめぐる競争においてはジェネラリストよりも競争に強く優占した可能性がある。
Stechlin湖では、出現する藻類それぞれに特異的に寄生する菌類(スペシャリスト)が多く検出された。藻類の季節変動に対応して、春は珪藻に寄生するツボカビが2-3種、初夏は緑藻に寄生するツボカビが5種、夏は藍藻に寄生するツボカビが1種類出現した。また陸上からスギの花粉が一気に流入する5月には、花粉を利用する腐生性のツボカビが優占的に出現した。
このように印旛沼とStechlin湖では菌類の出現パターンは大きく異なり、印旛沼では珪藻が優占している時期に多様な菌類が入れ替わり出現するのに対し、Stechlin湖では宿主(基質)の組成に対応して菌類が入れ替わることが明らかになった。
珪藻に寄生するツボかびのゲノムを先進ゲノム支援を受け解析したが、バクテリアの混入が予想以上に問題となり、菌類の配列が十分得られなかった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

次世代シーケンスの結果とSingle cell PCRおよび単離培養の結果を合わせて解析することで、今まで捉えられなかった菌類群集の季節変動パターンが明瞭になった。現在、学会で随時発表するとともに、論文執筆を行っている。

今後の研究の推進方策

最終年度となる2019年度はこれまでの成果を学会や論文を通じて発表する。同時に、動物プランクトンや水温などを操作した実験の解析を行い、発表につなげる。寄生性ツボカビのゲノム解析については、バクテリアのない系(緑藻ーツボカビ )を用いて解析を進めていく。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 5件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] IGB-Berlin(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      IGB-Berlin
  • [国際共同研究] NIOO(オランダ)

    • 国名
      オランダ
    • 外国機関名
      NIOO
  • [国際共同研究] University of Plymouth(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      University of Plymouth
  • [国際共同研究] Marine Biological Laboratory(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Marine Biological Laboratory
  • [雑誌論文] Fungi in aquatic ecosystems2019

    • 著者名/発表者名
      Grossart Hans-Peter、Van den Wyngaert Silke、Kagami Maiko、Wurzbacher Christian、Cunliffe Michael、Rojas-Jimenez Keilor
    • 雑誌名

      Nature Reviews Microbiology

      巻: 17 ページ: 339~354

    • DOI

      10.1038/s41579-019-0175-8

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Fungi in the Marine Environment: Open Questions and Unsolved Problems2019

    • 著者名/発表者名
      Amend Anthony et al.
    • 雑誌名

      mBio

      巻: 10 ページ: -

    • DOI

      10.1128/mBio.01189-18

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Taming chlorophylls by early eukaryotes underpinned algal interactions and the diversification of the eukaryotes on the oxygenated Earth2019

    • 著者名/発表者名
      Kashiyama Yuichiro et al.
    • 雑誌名

      The ISME Journal

      巻: - ページ: -

    • DOI

      https://doi.org/10.1038/s41396-019-0377-0

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Introducing ribosomal tandem repeat barcoding for fungi2018

    • 著者名/発表者名
      Wurzbacher Christian、Larsson Ellen、Bengtsson‐Palme Johan、Van den Wyngaert Silke、Svantesson Sten、Kristiansson Erik、Kagami Maiko、Nilsson R. Henrik
    • 雑誌名

      Molecular Ecology Resources

      巻: 19 ページ: 118~127

    • DOI

      https://doi.org/10.1111/1755-0998.12944

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Influence of parasitic chytrids on the quantity and quality of algal dissolved organic matter (AOM)2018

    • 著者名/発表者名
      Senga Yukiko、Yabe Shiori、Nakamura Takaki、Kagami Maiko
    • 雑誌名

      Water Research

      巻: 145 ページ: 346~353

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.watres.2018.08.037

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diversity and Hidden Host Specificity of Chytrids Infecting Colonial Volvocacean Algae2018

    • 著者名/発表者名
      Van den Wyngaert Silke、Rojas-Jimenez Keilor、Seto Kensuke、Kagami Maiko、Grossart Hans-Peter
    • 雑誌名

      Journal of Eukaryotic Microbiology

      巻: 65 ページ: 870~881

    • DOI

      https://doi.org/10.1111/jeu.12632

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Dark matter fungi: 様々な時空間スケールで水生菌類の機能的多様性をとらえる2019

    • 著者名/発表者名
      鏡味麻衣子
    • 学会等名
      日本生態学会第66回全国大会
  • [学会発表] Dark matter fungi: 水生菌類の多様性と機能2018

    • 著者名/発表者名
      鏡味麻衣子
    • 学会等名
      北海道大学低温科学研究所研究集会「水環境の保全と再生に向けた環境微生物学・水環境学の最前線」
    • 招待講演
  • [学会発表] Mycoloopの先へ、これから挑戦したいこと2018

    • 著者名/発表者名
      鏡味麻衣子
    • 学会等名
      日本陸水学会第83回大会
  • [学会発表] Epidemic dynamics of chytrids in aquatic food webs2018

    • 著者名/発表者名
      Maiko Kagami
    • 学会等名
      3rd plankton chytridiomycosis workshop
    • 招待講演
  • [学会発表] Single spore analysis reveals diverse host-parasite relationships between phytoplankton and fungi.2018

    • 著者名/発表者名
      Maiko Kagami, Silke van den Wyngaert, Kensuke Seto, Christian Wurzbacher, Hans-Peter Grossart
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第32回大会
  • [学会発表] Diversity and functions of parasitic fungi in aquatic ecosystems2018

    • 著者名/発表者名
      Maiko Kagami
    • 学会等名
      Marine Fungi Workshop
    • 招待講演
  • [備考] 横浜国立大学水域生態学研究室

    • URL

      https://makagami.wixsite.com/mycoloop

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公開日: 2019-12-27  

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