海藻の『淡水』・『汽水』への適応に関する分子進化学的研究

海藻适应淡水和咸水的分子进化研究

基本信息

批准号：
08J04039
负责人：
市原健介
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J04039/
关键词：
淡水適応緑藻アオサ属適応進化 Ulva limnetica cDNAサブトラクション

项目摘要

本研究はアオサ属における海水域から汽水・淡水域への適応進化の分子機構を総合的に理解することを最終的な目標としている。実験は沖縄県で発見したアオサ属に含まれる唯一の淡水産種であるUlva limneticaを用いている。これまでの実験で本種は淡水・海水両条件で良好な生育を示すことが確認できている。今年度は前年度に単離した淡水誘導性遺伝子群についてRT-PCRを用い、淡水環境での発現上昇の確認と淡水移行後の継時的な発現量の推移(1、4、24時間、3日、7日後)について解析を行った。cDNAサブトラクション法によって単離した217個の異なる淡水誘導性遺伝子のうち39個の遺伝子に関してRT-PCRを用いて淡水条件下で発現が上昇していることを確認した。またこれらの遺伝子についてその発現量の推移を解析した。その結果、39個の遺伝子群には発現上昇のパターンが異なる3つのグループが存在することが明らかになった。一つ目のグループは淡水移行直後の短い期間(1～12時間後)にのみ発現が上昇し、その後海水条件と同じ程度の発現量まで減少した。2つ目のグループでは淡水移行後に見られた発現の上昇が7日目まで維持された。また、3つ目のグループでは1つ目のグループと似た発現パターンを示したが、発現量のピークはより遅い3、7日目に見られた。2つ目のグループは急激なイオン・浸透圧の変化に対するストレス応答など、1,3つ目のグループは淡水環境に藻体を順応させ、維持していくために必要な遺伝子群がそれぞれ含まれているのではないかと考えている。ここまでの部分は論文としてまとめJournal of Phycologyに受理されている。また、これらの遺伝子のうちアスコルビン酸ペルオキシダーゼ、トリオースリン酸イソメラーゼ、リボソームタンパク質などは汽水産種スジアオノリ、海産種ウスバアオノリ、アナアオサでオーソログの単離を行い、現在、それぞれの低塩濃度条件での発現量の推移をrealtime-PCRによって調査している。

本研究的最终目标是全面了解石莼属从海水向咸水/淡水适应进化的分子机制。该实验使用了石莼，这是在冲绳县发现的石莼属中唯一的淡水物种。迄今为止的实验已证实该物种在淡水和海水条件下都生长良好。本财年，我们对上一年分离的淡水诱导基因进行了RT-PCR，以确认淡水环境中表达量的增加以及过渡到淡水后（1、4、24小时、 3天后和7天后）。在通过 cDNA 消减分离的 217 个不同的淡水诱导基因中，使用 RT-PCR 证实有 39 个基因在淡水条件下表达增加。我们还分析了这些基因表达水平的变化。结果显示，在 39 个基因中，有三组具有不同的表达增加模式。在第一组中，表达仅在过渡到淡水后的短时间内（1至12小时）内增加，然后下降至与海水条件下相同的水平。在第二组中，淡水过渡后观察到的表达增加一直维持到第 7 天。第三组表现出与第一组相似的表达模式，但在第3天和第7天晚些时候观察到峰值表达水平。第二组包含对离子和渗透压突然变化的应激反应所必需的基因，第一组和第三组包含我认为可能存在的适应和维持淡水环境中藻类所必需的基因。到目前为止，这些部分已被汇编成一篇论文，并被《藻类学杂志》接受。此外，这些基因的直向同源物，如抗坏血酸过氧化物酶、磷酸丙糖异构酶和核糖体蛋白，已从咸水物种 A. japonica、海洋物种 A. a. 中分离出来。时PCR。