渦鞭毛藻における光合成色素の多様性と光条件に対する適応進化の解明

阐明甲藻光合色素的多样性及其对光条件的适应性进化

基本信息

批准号：
14J00322
负责人：
山田規子
金额：
$ 1.39万
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：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

渦鞭毛藻は水圏に生息する真核性の光合成生物である。その葉緑体は、複数の微細藻類に由来することが知られ、これまでに紅藻、ハプト藻、珪藻、緑藻を起源とする葉緑体が確認されている。申請者は新種の渦鞭毛藻（Yamada et al. 2013）から、光合成生物から報告例がなかった色素cPPB-aE（Yamada et al. 2014）を検出した。この渦鞭毛藻が砂地にすむベントス性だったことから申請者は、生息地と生活形態（プランクトン/ベントス）が色素の生成に影響を与えているのではないかと推測し、世界各地から採取した40種の渦鞭毛藻を用いて生化学的、分子系統的な解析を行った。本研究は大きく2つの成果にわかれる。採取した渦鞭毛藻は2つの葉緑体タイプ（紅藻、珪藻）と3つの生態型（海表面に浮遊するプランクトン、タイドプールに生息するベントス、砂地に生息するベントス）に分けられる。1つ目の研究では、これらの株について色素分析をし、さらに葉緑体タイプ別にクラスター解析を行った。その結果、砂地性のベントス性渦鞭毛藻だけがもつ色素が紅藻タイプで12種、珪藻タイプで16種検出され、渦鞭毛藻が生態型に応答して色素を生成していることを明らかとなった（Yamada et al. 2015）。また砂地にすむ渦鞭毛藻特異的な色素のいくつかは新規色素Mytiloxanthin a-acetateとその光学異性体であることがわかった。2つ目の成果として申請者は、珪藻タイプの葉緑体が4属9種もの珪藻に由来すること、渦鞭毛藻の生態型ごとに共生珪藻が異なっていることを明らかにし、Dinotomが生態型ごとに共生珪藻を別の珪藻に入れ替えていることを示した。また、本研究で用いたDinotom 6種のうち3種は新種であると判断された。

鞭毛藻是生活在水生中的真核光合生物。已知叶绿体源自多种微藻物种，到目前为止已经确认了源自红藻，藻类，硅藻，硅藻和绿藻的叶绿体。申请人从新的Dinoflagellate（Yamada等人，2013）中检测到颜料CPPB-AE（Yamada等，2014），该物种在光合生物体中尚未报道。由于这种鞭毛藻是在沙质地区发现的通风动物，因此申请人推测其栖息地和生活方式（浮游生物/ventos）可能会影响色素的产生，并使用来自世界各地的40种dinoflagellate进行了生化和分子系统分析。这项研究分为两个主要结果。收集的鞭毛藻可以分为两种叶绿体类型（红藻，硅藻）和三种生态型（浮游生物漂浮在海面上，居住在潮汐池中的弯曲，居住在沙子上的弯曲）。在第一项研究中，对这些菌株进行色素分析，并通过叶绿体类型进行聚类分析。结果，在红藻类类型和16种硅藻类型的硅藻类型中仅检测到仅检测到的12种颜料，表明鞭毛粉响应于生态型而产生色素（Yamada等人，2015年）。还发现，生活在沙质区域的一些鞭毛特异性颜料是新型的颜料mytiloxanthin a-乙酸盐及其光学异构体。第二个结果是，硅藻型叶绿体源自四个属的9个硅藻，并且共生硅藻因鞭毛藻的生态型而异，这表明DINOTOM代替了每种生态型的二下硅藻，用不同的硅藻代替了共生硅藻。此外，本研究中使用的六种恐龙物种中有三种被确定为新物种。