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2017 年度 実績報告書

東アジアを中心としたシャジクモの分布様式と多様性の成立過程解明と適応遺伝子の探索

研究課題

研究課題/領域番号 16H05764
研究機関神戸大学

研究代表者

坂山 英俊  神戸大学, 理学研究科, 准教授 (60391108)

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)
土松 隆志  千葉大学, 大学院理学研究院, 准教授 (60740107)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワード進化 / 生物多様性 / 藻類 / シャジクモ / ゲノム / 生態型
研究実績の概要

東アジアにおいて水田と湖沼に適応したシャジクモ(Chara braunii)の生態的多型(水田型と湖沼型)が知られている。本研究では、東アジアを中心とした海外から様々な水環境に生育するシャジクモを採集し、種内のゲノム全体を網羅する遺伝的多型情報を明らかにし、空間的に分かれた集団間の遺伝子流動の有無と系統関係を解明することで、現在の分布様式の成立過程と海外でのシャジクモの多様性の全体像を解明する。さらに、種内において見いだされた生態型/局所集団毎に固定された遺伝子座をゲノムに基づき網羅的に抽出し、同一培養条件下、相互移植実験下などでの生態型/局所集団間の表現型と遺伝子型を比較することで、局所適応の有無を実験的に検証するとともに、生態型の進化過程と適応遺伝子を特定する。
平成29年度は、前年度から継続して新たに国内外の多様な生育環境から多数のサンプルを採集し、滅菌した卵胞子を発芽させることにより単藻培養株を確立した。また、葉緑体DNA(rbcL遺伝子、atpB-rbcL遺伝子間領域)に基づく分子系統解析を実施し、新たに採集したサンプルの系統的位置づけを確認した。
これまでの同一培養条件下での表現型解析により形態的形質が明らかになった系統株についてゲノムDNAを抽出し、ホールゲノムショットガン解析を行い、得られた配列データを参照ゲノム配列にマッピングし、全ゲノムレベルの遺伝的多型情報を取得した。得られた全ゲノムレベルの遺伝的多型情報に基づき、全葉緑体DNAおよび核DNAの各領域毎に分子系統樹を構築し、集団/生態型間の系統関係と遺伝的分化の度合いを解析した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

調査予定地でのサンプルの生育状況や現地共同研究者の事情などにより、研究の進行がやや遅れている。平成28~29年度中に収集し、単藻化させた培養株については、順次、表現型解析を進めるとともに、ホールゲノムショットガン解析を行い、得られた配列データを参照ゲノム配列にマッピングし、全ゲノムレベルの遺伝的多型情報を取得した。

今後の研究の推進方策

今後は、現地共同研究者と綿密な打ち合わせを行い、円滑に調査を進めるよう努めるとともに、単藻培養株の確立、表現型解析、遺伝的多型解析を実施していく予定である。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018 その他

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

  • [国際共同研究] University of Wollongong/Royal Botanic Gardens, Melbourne(オーストラリア)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      University of Wollongong/Royal Botanic Gardens, Melbourne
  • [国際共同研究] Chinese Academy of Sciences/Shanxi University(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Chinese Academy of Sciences/Shanxi University
  • [国際共同研究] Khon Kaen University(タイ)

    • 国名
      タイ
    • 外国機関名
      Khon Kaen University
  • [国際共同研究] Gregor Mendel Institute(オーストリア)

    • 国名
      オーストリア
    • 外国機関名
      Gregor Mendel Institute
  • [雑誌論文] The Chara Genome: Secondary Complexity and Implications for Plant Terrestrialization2018

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama, T., Sakayama, H., de Vries, J., Buschmann, H., Saint-Marcoux, D., et al. (他55名)
    • 雑誌名

      Cell

      巻: 174 ページ: 448~464.e24

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.06.033

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Transcription factor DUO1 generated by neo-functionalization is associated with evolution of sperm differentiation in plants2018

    • 著者名/発表者名
      Higo, A., Kawashima, T., Borg, M., Zhao, M., Lopez-Vidriero, I., Sakayama, H., et al. (他18名)
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 ページ: 5283

    • DOI

      https://doi.org/10.1038/s41467-018-07728-3

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Progress in Streptophyte Algae Genomics and Genetics2019

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama, T., Kamada, H., Kasahara, M., Sakayama, H., Tsuchikane, Y. and Sekimoto, H.
    • 学会等名
      Plant and Animal Genome XXVII Conference
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] シャジクモ(Chara)属 Charopsis 節の分類学的再検討2019

    • 著者名/発表者名
      玉置千紘・Adriana Garcia・Zhongmin Sun・Wuttipong Mahakham・川井浩史・坂山英俊
    • 学会等名
      日本藻類学会第43回大会
  • [学会発表] The genome and ecological evolution of a cosmopolitan freshwater alga Chara braunii (Charales, Streptophyta)2018

    • 著者名/発表者名
      Sakayama, H., Kato, S. and Nishiyama, T.
    • 学会等名
      East Asian Plant Diversity and Conservation 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] シャジクモ細胞膜リン酸輸送体の分子機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      三村徹郎・大西美輪・村西直樹・藤原ひとみ・石崎公庸・深城英弘・西山智明・坂山英俊・Reid Rob J.・且原真木
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会
  • [学会発表] NIMA関連キナーゼファミリーによる細胞伸長制御の進化的な保存性2018

    • 著者名/発表者名
      橋爪駿・高谷彰吾・日渡祐二・坂山英俊・西山智明・髙橋卓・本瀬宏康
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会

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公開日: 2019-12-27  

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