堆積物柱状試料を用いた化石DNA抽出法の確立と古海洋環境変動に伴う原生生物の進化

沉积物柱状样品化石DNA提取方法的建立及原生生物响应古海洋环境变化的进化

基本信息

批准号：
18840052
负责人：
土屋正史
金额：
$ 1.77万
依托单位：
Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,堆積物に保存された浮遊性微細藻類を含む単細胞真核生物の化石DNAの解析法の確立を目的とし,古海洋環境変動に伴う水塊構造の変化と遺伝的集団の分化の関係を時系列的に追跡することを目標とする.これまで単細胞真核生物の化石DNA解析例は多くなく,1万5千年前後まで遡る程度である.下北沖の海底は溶存酸素濃度が低く有機物の分解が遅いことから,DNAも分解を免れて堆積物中に保存されている可能性が高い.解析には,ちきゅうCKO5-04およびCKO6-06試験掘削で採取された堆積物柱状試料を用いた.本年度の解析では,それぞれのコアから計44層準の試料からDNAを抽出し,真核生物ユニバーサルおよび珪藻・ハプト藻類特異的なプライマーを用いてPCRを行い,SSU rDNAおよび葉緑体DNAを増幅した.増幅したDNA断片はクローン解析を行い,1試料から少なくとも10クローンの塩基配列を決定し,真核生物DNAの種類を明らかにするとともに,どの深度まで保存されているのかを明らかにした。抽出法の検討の結果から,堆積物内のDNAは,休眠胞子の状態で保存されている可能性が高いことが示唆された.堆積物からDNAを抽出する際には,緩やかな破砕もしくは,破砕の前処理として懸濁させた後,その上清を回収し抽出を行うことが必要である.また,分子系統解析の結果,表層より約45m(コア5,セクション4)まで,主に珪藻を含むDNAが存在し,約5万年までのDNAを得ることができた・コア2以深ではChaetoceros socialis(AY485446)に近縁な珪藻を主とするDNAクローンが見いだされるが,少なくとも4つの遺伝型が存在している可能性が高いことが明らかになった.層準ごとに水塊の違いといった過去の海洋環境に対応するChaetoceros属の異なる個体群が存在している可能性が高い.

这项研究旨在建立一种分析单细胞真核生物的化石DNA的方法，包括保存在沉积物中的地板微藻，并跟踪由于古瘤环境的变化和遗传群体区分而导致水质量结构的变化之间的关系。没有很多对单细胞真核生物的化石DNA分析的病例，可追溯到约15，000年。 Shimokita的海床具有低浓度的溶解氧和有机物的分解。由于速度太慢，DNA可能也具有分解性，并保留在沉积物中。为了进行分析，我们使用了从CKO5-04和CKO6-06测试发掘收集的沉积物柱样品。在今年的分析中，从每个核心的总共44层样品中提取DNA，并使用真核生物通用和硅藻丝藻特异性引物和SSU进行了PCR。 rDNA和叶绿体DNA被扩增。克隆放大的DNA片段，并从一个样品中确定至少10个克隆的碱基序列，从而揭示真核DNA的类型，并保守其深度。提取方法的结果表明，沉积物内的DNA可能保存在休眠孢子状态。从沉积物中提取DNA时，有必要缓慢粉碎或将其悬挂为裂缝预处理，然后收集并提取上清液。此外，分子系统发育分析表明，主要含有硅藻的DNA距离表面约为45m（Core 5，第4节），并且DNA获得了约50,000年。在核心2及以上的深处，发现DNA主要由硅藻组成，但发现至少存在四种基因型。与过去的海洋环境相对应的Chaetoceros属的种群可能有不同的种群，例如每一层的水质量差异。