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2014 年度 実績報告書

シャジクモ藻類のゲノムから探る植物多細胞体制の起源と進化過程

研究課題

研究課題/領域番号 24570100
研究機関神戸大学

研究代表者

坂山 英俊  神戸大学, 理学(系)研究科(研究院), 講師 (60391108)

研究分担者 西山 智明  金沢大学, 学内共同利用施設等, 助教 (50390688)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード生物学 / 進化 / 比較ゲノム / 多細胞体制 / 植物 / シャジクモ藻類
研究実績の概要

本研究では植物多細胞体制の起源と進化過程を解明するために、陸上植物とシャジクモ藻類が持つ1倍体多細胞体制と2倍体多細胞体制を遺伝子情報から比較する。シャジクモ藻類において申請者らが確立した培養系と遺伝子情報を基礎とし、さらに形態的に異なる1倍体体制を持つシャジクモ藻類を研究対象に加え、ゲノム解読により発生に関わる遺伝子を網羅的に収集する。どの遺伝子が陸上植物と各シャジクモ藻類との共通祖先に存在するか、存在する場合にどのような役割を果たしているかを解明し、多細胞体制獲得前後での遺伝子進化を特定する。
シャジクモについて、共同研究により明らかにした概要ゲノムをもとに、シャジクモの発生段階をほぼ網羅するRNA-seqデータ、および陸上植物のタンパク質のアミノ酸配列を用い遺伝子モデル構築を行い、35,883遺伝子、36,887転写産物を予測した。シャジクモに加え、コレオケーテ、クレブソルミディウム等のゲノム・トランスクリプトームデータを含め、発生に関わる遺伝子の配列情報を網羅的に収集し、植物特異的だと考えられていた多くの遺伝子のホモログをシャジクモ藻類から見いだした。いくつかの遺伝子について、シャジクモにおける発現様式をRT-PCRによって解析し、器官/細胞毎に特異的に発現する遺伝子を特定した。また、シャジクモの遺伝子をシロイヌナズナに導入し機能解析を行い、遺伝子の構造や機能、およびシャジクモ藻類と陸上植物が持つ多細胞体制の進化過程を考察した。さらに、シャジクモのゲノム配列情報に基づき、生活環を通して高い発現を示すと考えられる遺伝子のプロモーターが含まれるゲノム領域を用い、外来遺伝子を発現させるコンストラクトを作製し、遺伝子導入の条件検討を進めた。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 3件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Taxonomy, morphology and genetic variation of Nitella flexilis var. bifurcata (Charales, Characeae) from Japan2015

    • 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: in press ページ: in press

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Occurence of the endangered species Nitellopsis obtusa (Charales, Charophyceae) in western Japan and the genetic differences within and among Japanese populations2014

    • 著者名/発表者名
      Kato, S., Kawai, H., Takimoto, M., Suga, H., Yohda, K., Horiya, K., Higuchi, S., & Sakayama, H.
    • 雑誌名

      Phycological Research

      巻: 62 ページ: 222-227

    • DOI

      10.1111/pre.12057

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] シャジクモの遺伝地図構築に向けたジェノタイピングを用いた交配実験系の確立2015

    • 著者名/発表者名
      宮田大輔・西山智明・川井浩史・坂山英俊
    • 学会等名
      日本藻類学会第39回大会
    • 発表場所
      九州大学箱崎キャンパス(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2015-03-21
  • [学会発表] The Chara braunii genome2015

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama, T., Toyoda, A., Suzuki, Y., Fujiyama, A., Rensing, S. A. & Sakayama, H.
    • 学会等名
      International Symposium on Genome Science 2015
    • 発表場所
      一橋講堂(東京都千代田区)
    • 年月日
      2015-01-20 – 2015-01-21
    • 招待講演
  • [学会発表] The Chara braunii genome sheds light on the origin of land plants2015

    • 著者名/発表者名
      Sakayama, H., Toyoda, A., Suzuki, Y., Fujiyama, A., Rensing, S. A. & Nishiyama, T.
    • 学会等名
      International Plant & Animal Genome XXIII Conference
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      2015-01-10 – 2015-01-14
  • [学会発表] The Chara braunii genome2015

    • 著者名/発表者名
      Nishiyama, T., Toyoda, A., Suzuki, Y., Fujiyama, A., Rensing, S. A. & Sakayama, H.
    • 学会等名
      International Plant & Animal Genome XXIII Conference
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      2015-01-10
    • 招待講演
  • [学会発表] De novo assembly and analysis of RNA-seq data from charalean alga, Chara braunii2014

    • 著者名/発表者名
      Sakayama, H. & Nishiyama, T.
    • 学会等名
      Marchantia Workshop
    • 発表場所
      神戸大学六甲台キャンパス(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2014-12-08 – 2014-12-10
  • [学会発表] 再発見された絶滅種チュウゼンジフラスコモの形態、遺伝的多様性および分類2014

    • 著者名/発表者名
      坂山英俊・甲斐 厚・西山未理・渡邉 信・加藤 将・伊藤元己・野崎久義・川井浩史
    • 学会等名
      日本植物学会第76会大会
    • 発表場所
      明治大学生田キャンパス(神奈川県川崎市)
    • 年月日
      2014-09-14
  • [学会発表] シャジクモゲノムにみる陸上植物の制御因子ホモログ2014

    • 著者名/発表者名
      西山智明・豊田 敦・鈴木穣・藤山秋佐夫・坂山英俊
    • 学会等名
      日本植物学会第76会大会
    • 発表場所
      明治大学生田キャンパス(神奈川県川崎市)
    • 年月日
      2014-09-12
    • 招待講演
  • [学会発表] 植物細胞リン酸輸送機構とその進化について2014

    • 著者名/発表者名
      藤原ひとみ・大西美輪・坂山英俊・石崎公庸・豊倉浩一・関本弘之・西山智明・七條千津子・小菅桂子・深城英弘・三村徹郎
    • 学会等名
      日本植物学会第76会大会
    • 発表場所
      明治大学生田キャンパス(神奈川県川崎市)
    • 年月日
      2014-09-12
  • [学会発表] 陸上植物に近縁な緑色藻類シャジクモのゲノム解読とアノテーション2014

    • 著者名/発表者名
      西山智明・豊田 敦・鈴木 穣・藤山秋佐夫・坂山英俊
    • 学会等名
      日本進化学会第16回大会
    • 発表場所
      高槻現代劇場(大阪府高槻市)
    • 年月日
      2014-08-22
  • [図書] シャジクモ科. レッドデータブック2014 –日本の絶滅のおそれのある野生生物–, 植物II (蘚苔類,藻類,地衣類,菌類) (環境省編)2015

    • 著者名/発表者名
      坂山英俊(分担執筆)
    • 総ページ数
      580
    • 出版者
      ぎょうせい
  • [図書] 車軸藻類.京都府レッドデータブック 2015 第2巻 (野生植物・菌類編)2015

    • 著者名/発表者名
      加藤 将・坂山英俊
    • 総ページ数
      517-528
    • 出版者
      京都府自然環境保全課

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公開日: 2016-06-01  

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