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.

在这项研究中，我们的目标是建立一种分析沉积物中保存的单细胞真核生物（包括浮游微藻）化石DNA的方法，并研究与古海洋环境变化相关的水团结构变化和遗传种群分化。迄今为止，单细胞真核生物化石 DNA 分析的例子并不多，只有大约 15,000 年前的数据。下北海域的海底溶解氧浓度较低，且富含有机物。分解由于分解速度较慢，DNA很可能也保留在沉积物中而没有被降解。在今年的分析中，使用了地球CKO5-04和CKO6-06测试挖掘期间收集的沉积物柱状样品。从每个岩心总共 44 个样品中提取 DNA，并使用真核生物通用引物和硅藻/固定植物特异性引物以及 SSU 进行 PCR扩增rDNA和叶绿体DNA，对扩增的DNA片段进行克隆分析，确定一份样品中至少10个克隆的碱基序列，明确真核DNA的类型，并明确其是否被保存的深度。提取方法的检验结果表明，沉积物中的DNA很可能以休眠孢子的状态保存。从沉积物中提取DNA时，轻轻粉碎或悬浮作为粉碎的预处理后，收集上清液。另外，分子系统发育分析的结果是，距表层（核心5，第4部分）约45m处存在主要含有硅藻的DNA，并且在核心2和核心中可以获得可追溯到约50,000年前的角毛藻的DNA。更深尽管发现了主要来自与 C. Socialis (AY485446) 密切相关的硅藻的 DNA 克隆，但很明显可能存在至少四种基因型，角毛藻属的不同种群可能存在与过去的海洋环境相对应。