極小の単細胞ピコ藻類における生活史ステージ転換現象の究明

极小单细胞超微藻生命史阶段转换现象的研究

基本信息

批准号：
20K15585
负责人：
山田和正
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Fukui Prefectural University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では，極域や亜寒帯海域での生態学的な重要性が示されつつあるシリカ被殻を持つパルマ藻Triparma属に注目している．本藻類は，生活史中に少なくとも二つのステージ，すなわち，シリカの殻を持ち無鞭毛の不動性ステージと，鞭毛を持ち無殻の遊泳性ステージを持つ．本研究では，両ステージの生理学的な違いとステージ転換の仕組みを理解するため，培養株を用いた研究を進めている．前年度までの細胞増殖解析から，不動性ステージと遊泳性ステージの混在株中では，現在用いている人工海水を用いた培養条件下では，どちらのステージも独立に細胞増殖をしている可能性が示されていた．検証が不十分であった遊泳性ステージの細胞分裂について，形態学的な解析を進めた結果，核を2つ持ち，鞭毛数が倍加している分裂中の細胞が顕微鏡下で捉えられた．これは遊泳性ステージが二分裂により細胞増殖をしている直接的な証拠と考えられるが，単離した遊泳ステージについては安定な継代培養には至っておらず，培養条件の検討を進める必要がある．また，研究対象の株と分子系統的にごく近縁で，不動性ステージを進化の過程で二次的に失ったと推測されている培養株の遊泳性ステージと，両ステージ混在株中の遊泳性ステージについて形態学的な比較を進めた．その結果，遊泳性ステージのみからなる株と比べ混在株中の遊泳性ステージは葉緑体の体積が顕著に小さいという結果が得られた．今後，両者の光合成や混合栄養の活性について検証を進めることで，生理生態学的な戦略の違いとの関連を精査する．

这项研究的重点是Triparma属，Triparma是一种带有二氧化硅壳的palma藻类，该藻类在极性和亚北极水域中表现出其生态重要性。这种藻类在其人生历史上至少有两个阶段：二氧化硅壳和一个积聚的固定阶段，以及一个鞭毛和无壳的游泳阶段。在这项研究中，我们正在使用培养的菌株进行研究，以了解这两个阶段之间的生理差异以及阶段变化的机制。直到上一年的细胞增殖分析表明，在固定和游泳阶段的混合菌株中，在培养条件下，使用目前正在使用的人工海水在培养条件下都可以独立地扩散。在对尚未充分证实的游泳阶段对细胞分裂的形态学分析后，我们发现在显微镜下捕获了用两个核分裂的细胞并加倍鞭毛的数量。这被认为是直接证据表明，游泳阶段由于双切除术而激增，但是孤立的游泳阶段尚未稳定，因此有必要考虑培养条件。我们还对培养菌株的游泳阶段进行了形态学比较，这些菌株与所研究的菌株非常紧密，并且被认为在进化过程中脱离了固定阶段的次要丧失，并且两个阶段的游泳阶段。结果，在混合菌株的游泳阶段，叶绿体的体积明显小于仅在游泳阶段。将来，我们将研究两者的光合作用和混合营养活性，并研究生理生态策略差异之间的关系。