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。

生物体捕食行为的进化是通过获得与猎物识别和捕获相关的各种表型来实现的。然而，每种表型进化的遗传背景还有许多未知数。因此，在本研究中，我们将重点放在捕食线虫的真菌Arthrobotrysolispora上，该真菌吸引线虫并用粘网型菌丝体陷阱捕获线虫，目的是鉴定参与一系列捕食系统的基因。此外，我们对获得的线虫摄食细菌和非线虫摄食细菌之间的基因进行了比较分析，目的是阐明与线虫捕食系统相关表型进化相关的基因的进化。今年，为了创建线虫捕食真菌的表型突变株，我们努力收集确定随机紫外线突变引入条件所需的基础数据和突变株。我们采购了线虫捕食真菌A.oligospora和线虫Caenorhabditis elegans，并在引入突变时优化了菌丝破坏和紫外线强度等实验条件。作为在所获得的条件下诱导突变的结果，我们成功地获得了一种捕食线虫的真菌的表型突变株，该菌株即使在喂食足够量的线虫时也不会捕食线虫。下一步是对所得突变株进行基因组分析，以确定引起表型变异的候选突变。我们还将继续收集表型突变菌株，探索线虫摄食系统各个阶段的表型变异。此外，申请人因在境外进行研究，于2020年10月31日申请暂停研究，并收到批准通知书。

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