比較ゲノムによるサンゴ共生系を生み出すゲノム基盤の解明

通过比较基因组学阐明产生珊瑚共生系统的基因组基础

• 批准号: 20J21301
• 负责人: 善岡 祐輝
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J21301/
• 关键词: サンゴ; 遺伝子; ゲノム; 比較ゲノム解析; 共生; トランスクリプトーム; サンゴ; 遺伝子; ゲノム; 比較ゲノム解析; 共生; トランスクリプトーム

本研究は、生物多様性豊かなサンゴ礁の基盤を構成するサンゴと褐虫藻の共生について、ゲノムレベルでメカニズム解明することを目的としている。今年度は（１）共生褐虫藻を環境中から獲得するミドリイシ（水平伝播型）と共生褐虫藻を親から受け継ぐコモンサンゴ（垂直伝播型）の比較ゲノム解析、（２）ミドリイシにおける共生褐虫藻摂取時のトランスクリプトーム解析を行った。（１）ミドリイシ科には、コモンサンゴ属とミドリイシ属、両者より祖先的な系統であるアナサンゴ属が含まれる。前年度に引き続きミドリイシ科３属6種のゲノムを比較解析した結果、コモンサンゴはミドリイシ・アナサンゴが持たない遺伝子を多く持つこと、それら遺伝子の進化速度は他の遺伝子群に比べ加速していることが示唆された。加えて、コモンサンゴでのみ確認された遺伝子の多くはコモンサンゴの初期発生時に既に発現していることから、これらがコモンサンゴ属の進化の原動力になっている可能性がある。本成果は国際学術誌にて成果を発表した。（２）石垣島近海において、ミドリイシサンゴの幼体の多くはSymbiodinium属あるいはDurusdinium属の褐虫藻とよく共生する。ミドリイシの幼体から単離されたDurusdinium属をプラヌラ幼生に摂取させ、これまで明らかにしてきたSymbiodinium属に対するプラヌラ幼生の遺伝子応答と比較解析を行なった。その結果、Symbiodinium属への遺伝子応答とは対照的に、Durusdinium属を摂取した際サンゴは遺伝子発現をほとんど変化させないことが明らかとなった。

这项研究旨在阐明珊瑚和Zooxanthellae共生基因组水平的机制，这些机制构成了珊瑚礁生物多样性的基础。 This year, we conducted (1) comparative genomic analysis of the zooxanthellae (horizo​​ntal propagation type) that acquires symbiotic zooxanthella from the environment and the common coral (vertical propagation type) that inherits symbiotic zooxanthella from its parents, and (2) transcriptome analysis during symbiotic zooxanthella ingestion in the zooxanthella. （1）Alichoaceae家族包括常见的珊瑚属和alichoaceae属，它们比两者更祖先。在上一年之后，我们比较了三个属的基因组，6种alienaceae家族，这表明普通珊瑚具有许多基因，而远离酸科和无厌氧不具有，并且与其他基因组相比，这些基因的进化率加速了。此外，由于在共同珊瑚的早期发育时已经表达了许多仅在普通珊瑚中鉴定的基因，因此这些基因可能正在推动共同珊瑚属的演变。这些结果的结果发表在国际学术期刊上。 （2）在Ishigaki岛附近的水域中，许多少年珊瑚经常与Symbiodinium属或Durusdinium属的Zooxanthelae共存。从百合胎的幼虫中分离出来的Durusdinium属被planula幼虫摄入，并且在到目前为止已经揭示了planula幼虫对共生属属的基因反应，并进行了比较分析。结果表明，与基因对共生性共生的反应相反，珊瑚几乎不会改变基因表达。