Analyses of receptor-like kinases and the ligands in zyganematophycean algae towards the understanding of the terrestrialization of land plants

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本研究は、陸上植物にもっとも近縁な接合藻類に注目し、植物の多細胞化と陸上進出に必須であった細胞間コミュニケーションの端緒を明らかにすることを目的としている。そのため、ヒメミカヅキモ、アオミドロを用いて、特にRLK遺伝子に注目した研究を進めている。ヒメミカヅキモのゲノムから、有性生殖期に顕著に発現量が高まる5つのRLK遺伝子を見出した。その中でも、c3291_RLK遺伝子に注目し、遺伝子破壊株の作出を進めた。この遺伝子はゲノム中に全く同じ配列を持つコピーが複数存在しており、－型細胞から２株の完全に遺伝子が破壊された株を取得したが、＋型で破壊を試みた株では野生型配列が残っていた。有性生殖試験を行ったところ、遺伝子破壊株を含む全ての組み合わせでは、野生株同士と比較してペア形成や接合子を形成する割合は低下し、有性生殖の進行が顕著に抑制された。糸状性のアオミドロSpirogyra parvulaについて、ゲノムDNAを抽出し、得られたショートリードデータとNanopore long read dataをアセンブルした結果、total scaffold sizeが約56.6 Mb, scaffold数が32、Scaffold N50が2.66 Mb程度であると推定された。また、アセンブルされたゲノムから予測された176種のRLK遺伝子の存在を見出し、それらの機能を逆遺伝学的に解析するため、遺伝子導入系の確立を試みた。ヒメミカヅキモでの形質転換において有効であったCab遺伝子の相同遺伝子を探索し、そのプロモーターを取得した。さらにアオミドロ用にコドン使用頻度を合わせたgfp遺伝子を合成し、プロモーター下流に連結した。このコンストラクトをパーティクルガンでアオミドロに撃ち込んだところ、緑色蛍光を発する細胞を確認した。