Genetic basis underlying the evolution of Nematode-trapping system in fungi

真菌捕获线虫系统进化的遗传基础

• 批准号: 22K15167
• 负责人: 飯塚 朋代
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: National Institute of Genetics
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K15167/
• 关键词: 進化; ゲノム; 捕食-被食関係; 線虫捕食菌; 真菌類; 糸状菌; 線虫; 表現型進化; ゲノム解析; 捕食者-被食者間相互作用

生物における捕食性の進化は、被食者の認識や捕獲などに関わる様々な表現型の獲得によって成立する。しかし、各表現型進化の遺伝的背景には未知な点が多い。そこで本研究では線虫を誘引し、粘着網型の菌糸罠で捕獲する線虫捕食菌Arthrobotrys oligosporaに着目することで一連の捕食システムに関わる遺伝子を同定することを目的とした。更に、得られた遺伝子について線虫捕食菌-非捕食菌間で比較解析を行い、線虫捕食システム関連表現型の進化に伴う遺伝子の進化を明らかにすることを目指した。今年度は線虫捕食菌の表現型変異株を作出するため、紫外線ランダム変異導入の条件決定に必要な基礎的なデータと変異株の収集に取り組んだ。線虫捕食菌A. oligosporaおよび線虫Caenorhabditis elegansを調達し、変異を導入する際の菌糸破砕や紫外線強度などについて実験条件の最適化を行った。得られた条件で変異誘導を行った結果、線虫を充分量与えても線虫捕食を行わない、線虫捕食菌の表現型変異株を得ることに成功した。次の段階では得られた変異株のゲノム解析を行い、表現型変異をもたらした候補変異を同定する。また、表現型変異株の収集についても継続して行い、線虫捕食システムのあらゆる段階における表現型変異を探索する。なお、申請者は海外における研究滞在のため、令和4年10月31日付けで研究中断の申請を行い、承認通知を受けている。

通过获取参与感知和捕获猎物的各种表型来实现生物体中掠食性能的演变。但是，每个表型进化的遗传背景有许多未知方面。因此，这项研究旨在通过关注线虫捕食者关节虫寡孢子来鉴定一系列捕食系统中涉及的基因，后者吸引了线虫并将其捕获在粘性的网络型菌丝体陷阱中。此外，我们对线虫和非序列细菌之间获得的基因进行了比较分析，并旨在阐明与与线虫猎物相关的表型相关的基因的演变。今年，为了产生线虫猎物细菌的表型突变体，我们致力于收集基本数据和突变菌株，以确定引入紫外线随机突变的条件。我们采购了绿曲霉和秀丽隐杆线虫，并在引入突变时优化了菌丝粉碎和紫外线强度的实验条件。由于在获得的条件下突变诱导的结果，我们成功地获得了线虫猎物的表型突变菌株，即使给出了足够量的线虫，也不会捕食。在下一步中，对获得的突变菌株进行基因组分析，以鉴定导致表型突变的候选突变。我们还继续收集表型突变体，在线虫捕食系统的所有阶段寻找表型突变。此外，由于海外研究逗留，申请人于2022年10月31日申请了暂停研究，并收到了批准通知。

项目成果

線虫捕食菌Arthrobotrys oligospora表現型変異株作出方法の改良に関する研究

线虫捕食真菌少孢节孢菌表型突变体改良方法研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Komata Shinya;Yoda Shinichi;KonDo Yusuke;Shinozaki Souta;Tamai Kouki;Fujiwara Haruhiko;依田真一;飯塚 朋代
• 通讯作者: 飯塚 朋代