ラン色細菌の初期進化

蓝细菌的早期进化

基本信息

批准号：
02J02262
负责人：
富谷朗子
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (2004)Kyoto University (2002-2003)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

ラン色細菌は形態的に多様かつ複雑性に富むバクテリアで、進化の初期段階で形態的多様性を獲得したと考えられている.報告者は、ラン色細菌の形態上の進化過程を明らかにするため、遺伝学、分子系統学、古生物学的手法を用いて、以下の研究を行った.1.ラン色細菌の形態的多様化の分子的背景ラン色細菌の細胞分化の一つであるホルモゴニア形成の分子機構の解明を目指し、生理学的・分子遺伝学的実験を行った。ホルモゴニア形成の分子的背景がわかれば、ラン色細菌の形態進化だけでなく、植物-ラン色細菌の共生関係成立の過程を知る手がかりとなることが期待される。報告者は、糸状性ラン色細菌のモデル生物Nostoc punctiformeから、ホルモゴニア形成に関与すると見られる新規遺伝子の候補6個を同定した。Nostocのホルモゴニア形成は、光や栄養条件といった物理的環境要因のほか、共生植物の存在によっても誘導される。6個のNostocの変異個体をそれぞれを宿主植物であるBlasia sp.と共生させる実験を行った結果、ホルモゴニア分化、共生コロニーの形成は全く、あるいは野生型に比べて非常に低い頻度でしか起こらず、同定された遺伝子がホルモゴニア形成に関与することが確認された。2.スティゴネマ目のラン色細菌の系統進化ラン色細菌の中でも最も形態的複雑性の高い、スティゴネマ目5属を対象に、3個の遺伝子をマーカーとして分子系統樹を作成した。その結果、形態に基づく従来の分類による属の定義は、分子系統解析の結果と矛盾する点があることが示唆された。3.古生代のラン色細菌の化石の研究デボン紀の植物化石を含む岩石試料から薄片を作成し、微化石の観察を行った.

兰花细菌是形态多样且复杂的细菌，被认为在进化的早期阶段就获得了形态多样性。为此，我们利用遗传学、分子系统学和古生物学方法进行了以下研究。 1. 兰花细菌的分子背景。兰花细菌的形态多样化这是兰花细菌的细胞分化之一，我们进行了生理和分子遗传学实验，旨在阐明激素形成的分子机制。了解激素形成的分子背景有望不仅为蓝藻的形态进化提供线索，而且为植物与蓝藻之间建立共生关系的过程提供线索。作者从点状发菜（一种丝状蓝细菌的模式生物）中鉴定了六个新的候选基因，这些基因被认为与发菜的激素形成有关。发菜中的福莫根形成是由物理环境因素（例如光照和营养条件）以及共生植物的存在诱导的。通过允许六种发菜突变体与其宿主植物 Blasia sp. 共生的实验结果，我们发现与野生型相比，激素分化和共生菌落形成根本不发生或仅以非常低的频率发生已证实所鉴定的基因参与激素的形成。 2. Stygonemales 目兰花细菌的系统发育进化我们利用三个基因作为兰花细菌中形态复杂性最高的 Stygonemales 5 个属的标记，创建了分子系统发育树。结果表明，基于形态学的属的常规定义与分子系统发育分析的结果不一致。 3. 古生代蓝藻化石研究将含有泥盆纪植物化石的岩石样品制成薄片，观察微化石。