2020 Fiscal Year Annual Research Report
Studies on the synchronous-resting mechanisms of the marine diatoms
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18H02266
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| Research Institution | Kochi University |
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Principal Investigator |
山口 晴生 高知大学, 教育研究部自然科学系農学部門, 准教授 (10432816)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
外丸 裕司 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水研機構(廿日市), 主任研究員 (10416042)
木村 圭 佐賀大学, 農学部, 准教授 (30612676)
堀田 純一 山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (80301919)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 珪藻 / ブルーム / 休眠 / 代謝 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
珪藻類は海洋における最も主要な生産者の一つである。その増殖に関わる生態戦略は徐々に解明されつつあるが，大量に増殖した珪藻個体群（ブルーム）が唐突に終焉へと到る機構は未だ解明されていない。そのような状況でブルームの終焉要因として注目されるのが「休眠（休眠期細胞への変化）」である。本研究課題では，厳密に環境条件を制御した室内培養実験によって，休眠していく微小珪藻細胞の形態・生理状態・代謝産物の変動を包括的に明らかにし，同藻の同調的な休眠移行がブルームの終焉に及ぼす影響を定量的に評価する。本年度に実施した研究で得られた成果は以下に総括される。
＜ゲノム構造の解析とそれに基づく転写産物解析＞モデル微小珪藻キートセロス・テヌイシマス（学名Chaetoceros tenuissimus）培養株のドラフトゲノムを構築した。休眠が誘導される珪藻細胞において特徴的な遺伝子群の転写産物が認められ，それらが休眠移行において役割を果たすものと示唆された。
＜超解像度観察＞超解像蛍光顕微鏡によりC. tenuissimusの細胞構造を明らかにできた。染色試薬の選定ならびに染色諸条件の最適化を図ることで，供試細胞に特徴的な被殻・葉緑体・アクチン構造を明らかにすることができた。
＜休眠細胞の諸性状の特徴づけ＞暗黒下で休眠移行した珪藻細胞は，液胞様器官を発達させると共に，葉緑体内部におけるチラコイド膜を減少，ひいては（脂質貯蔵や酸化ストレス防御に関わるとされる）プラスト顆粒を蓄積した。一方，光を浴びた休眠期細胞は，すみやかに葉緑体・被殻を形成，それと同時に油滴状物質・液胞様器官を縮小させながら，栄養細胞へと復活することがわかった。
＜沿岸域における休眠細胞の分布＞沿岸底泥には微小珪藻C. tenuissimusが分布していることを明らかにできたことで，本課題の機構を強力に支持する知見を確保できたと判断した。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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