ウミウシと藻類の葉緑体の細胞内共生現象について、その分子生物学的機構を解明する

阐明海蛞蝓与藻类叶绿体细胞内共生的分子生物学机制

基本信息

批准号：
09J09362
负责人：
前田太郎
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Tokyo University of Marine Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

嚢舌目ウミウシは、餌海藻の葉緑体を細胞内に取り込み光合成を行わせる(機能的盗葉緑体現象)。今までは嚢舌目Volvatellidae科が、盗葉緑体現象が獲得される前の祖先的な形質状態を残すグループと考えられてきたが、今回、嚢舌目内の分子系統解析により、嚢舌目の分化と同時に盗葉緑体現象が獲得され、その後Volvatellidae科内で失われたことを示した。これにより、盗葉緑体を獲得する以前の祖先種の生活史や形態の見直しを行い、盗葉緑体というユニークな現象の進化を、信頼できる系統関係から考察することができるようになった。さらに、嚢舌目ウミウシの内、盗葉緑体の光合成能保持期間が最も長い(約10ヶ月)チドリミドリガイ(Plakobranchus ocellatus)について、葉緑体DNA上にコードされるrbcL遺伝子を標的としたクローンシーケンシング解析とt-RFLP解析により、1,単一のチドリミドリガイ個体が、8種の藻類(嚢舌目ウミウシの中では最も多い)に由来する葉緑体を保持すること、2,8ヶ月間に渡り、経時的に、野外個体内の葉緑体組成を計測したところ、組成が月ごとに大きく変化することが示された、今まで、チドリミドリガイは機能的盗葉緑体に強く依存し、幼体期に摂食をして葉緑体を得た後は、摂食を行わないと考えられてきたが、もし野外で摂食が希ならば、葉緑体組成は変化せず、月間で同じような組成を示すはずなので、この結果は、野外でチドリミドリガイが頻繁に摂食を行い、葉緑体を補充していることを示している。このことから、野外の個体は、光合成のみに依存せず、海藻の摂食からも栄養を得ていることが示唆された。これは、機能的盗葉緑体を行う種の、野外での栄養取得状況を初めて確度高く推定したものである。

Cysticoglossa 海蛞蝓将它们所吃的海藻的叶绿体带入细胞中并进行光合作用（功能性隐形叶绿体现象）。迄今为止，囊藻目旋毛虫科一直被认为是在获得盗叶绿体现象之前保留了祖先特征状态的类群。同时，我们表明，盗叶绿体现象是在获得后又消失的。伏瓦科 (Volvatellidae) 科。这使得回顾祖先物种在获得叶绿体之前的生活史和形态，并从可靠的系统发育关系中检验叶绿体独特现象的进化成为可能。此外，在Cysticortera海蛞蝓中，贼叶绿体保留光合能力的时间最长（约10个月）。 ocellatus），针对叶绿体 DNA 上编码的 rbcL 基因的克隆测序分析和 t-RFLP 分析表明：1. 当我们测量 ocellatus 的叶绿体组成时，发现单个 A. ocellatus 个体与 8 种藻类（Cystoglostes）相关。我们对现场个体进行了 2 至 8 个月的研究，发现其成分每月都在变化。迄今为止，人们认为绿蜗牛强烈依赖于功能性盗叶绿体，并且在幼年阶段通过摄食获得叶绿体后不再摄食。但是，如果田间摄食很少，则叶绿体组成不应发生变化，并且应表现出变化。每个月的成分相似，表明叶绿体的补充。这表明生活在野外的个体不仅仅依靠光合作用，还通过吃海藻来获取营养。这是对野外具有功能性盗叶绿体的物种的养分获取状态的首次高度准确的估计。