2014 Fiscal Year Annual Research Report
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24340131
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
土屋 正史 独立行政法人海洋研究開発機構, 海洋生物多様性研究分野, 技術研究員 (00435835)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤田 和彦 琉球大学, 理学部, 准教授 (00343377)
石村 豊穂 茨城工業高等専門学校, 物質工学科, 准教授 (80422012)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 底生有孔虫 / 盗葉緑体 / 光合成 / 共生 / 系統進化 / 多様性 / 遺伝子 / 同位体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
宿主－共生系は生物の多様性を生み出す要因の1つであり，多様な共生様式を持つ有孔虫進化の原動力となる。本研究では共生を介した有孔虫類の多様化機構を明らかにするため，有孔虫に見られる盗葉緑体現象の理解・背景・機能・役割の解明から「共生が石灰質有孔虫の多様化を促した」の検証を目的とした。平成26年度は，岩礁地性底生有孔虫Planoglabratella opercularisを対象に，盗葉緑体の遺伝的多様性解析，微細構造観察，アミノ酸窒素同位体比に基づく栄養段階推定，蛍光指示薬であるHPTSを用いた細胞質内のpH測定を行った。
本種は，生息環境に生息する付着性珪藻から特異的に葉緑体を獲得し，それを宿主旋回面の壁孔直下に再配置していた。通常，葉緑体は宿主の核遺伝子により制御されるが，外来性の葉緑体だけを有孔虫が獲得した場合でも，その機能が保持されていた。この結果，季節や天候，微小生息環境あるいは生息姿勢，周囲の餌の状況に応じて速やかに栄養依存形態を変化させる混合栄養性であることを明らかにした。
盗葉緑体による光合成により細胞内のpHが常に高い状態が保たれていることを明らかにした。本種はガラス質石灰質有孔虫の中でも高いマグネシウム（Mg）濃度の殻を形成する。通常，炭酸カルシウム殻の形成時には細胞内のpHを上昇させつつMgの排出を進行させる。一方，本種のように盗葉緑体が存在する場合には極端なpHの上昇が起きず，Mgの排出が制限される。その結果として，高Mg濃度の殻が形成される可能性が示唆された。盗葉緑体は単細胞から多細胞生物に観察される現象であり，一般的には，宿主が外来性の葉緑体を利用した有機物獲得という役割が推測されている。盗葉緑体を保持する有孔虫は外来性の葉緑体を利用し有機物を産生させるだけではなく，細胞質内のpH調整を行うことで高Mg殻の形成にも寄与するという新たな役割を示した。
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| Research Progress Status |
26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 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Cytologic and Genetic Characteristics of Endobiotic Bacteria and Kleptoplasts of Virgulinella fragilis (Foraminifera)2015
Author(s)
Tsuchiya, M., Toyofuku, T., Uematsu, K., Bruchert, V., Collen, J., Yamamoto, H., Kitazato, H.
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Journal Title
Journal of Eukaryotic Microbiology
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Nitrate uptake by foraminifera and use in conjunction with endobionts under anoxic conditions2014
Author(s)
Nomaki, H., Chikaraishi, Y., Tsuchiya, M., Toyofuku, T., Ohkouchi, N., Uematsu, K., Tame, A., Kitazato, H.
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Journal Title
Limnology & Oceanography
Volume: 59
Pages: 1879-1888
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] High-resolution food webs based on nitrogen isotopic composition of amino acids2014
Author(s)
Chikaraishi, Y., Steffan, S.A., Ogawa, O.N., Ishikawa, N.F., Sasaki, Y., Tsuchiya, M., Ohkouchi, N.
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Journal Title
Ecology and Evolution
Volume: 4
Pages: 2423-2449
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Microscopic visualization approach of foraminiferal calcification environment2014
Author(s)
Toyofuku, T., Fujita, K., Yamamoto, M., de Nooijer, L.J., Nomaki, H., Tsuchiya, M., Kitazato, H.
Organizer
AGU fall meeting
Place of Presentation
Moscone Center，San Francisco，米国
Year and Date
2014-12-15 – 2014-12-19
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