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Approaching the evolutionary origin of the sporophyte generation from multicellular developmental variation in a green alga

从绿藻的多细胞发育变异探讨孢子体产生的进化起源

基本信息

批准号：
22K20644
负责人：
堀之内祐介
金额：
$ 1.83万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-08-31 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K20644/
关键词：
生活環アオサ藻綱胞子体世代交代緑藻発生多型進化的起源

项目摘要

本課題では、緑藻エゾヒトエグサで発見した多細胞体が配偶体と共通の発生プログラムにより派生的に生じた胞子体かを検討することで、緑藻の胞子体の起源として流用仮説を支持する間接証拠を得ることを目的としている。具体的には、エゾヒトエグサの接合子から発生した多細胞体が、生殖し世代交代を行う胞子体か、派生的に獲得されたのか、形態発生が配偶体と類似しているか、を明らかにすることが目的である。本年度は、(1) 接合子が多細胞体に発生する条件の解明、(2) 多細胞体は生殖し世代交代を行う胞子体かの検証、を行った。(1)実験所付近の磯で採集したエゾヒトエグサから接合子を作成し、水温、栄養塩濃度、照度、などの培養条件を変えて培養した。多細胞体に発生する割合は条件ごとに異なり、富栄養条件や、初夏の室蘭の気候に近い14度長日条件などで多細胞体が多く発生した。(2)作成したエゾヒトエグサの雌雄特異的性マーカー、核内の雌雄特異的領域のみを染色する蛍光 in situ ハイブリダイゼーション法により多細胞体を解析した。その結果、胞子体は雌雄両方の遺伝因子を持つことが確認された。相対核 DNA 量比較による核相解析により、単相の配偶体と比べて核量が２倍である複相であることを明らかにした。これらの結果から、多細胞体は胞子体に相当することが示唆された。さらに、多細胞体が生殖可能な胞子体であることを示すため、条件を変えた培養実験で多細胞体の生殖経路を明らかにした。長日条件での培養により、遊泳細胞を放出すること、それらは単細胞のシストに発生することを確認した。

This topic is about the discovery of multicellular organisms in green algae, the development of common mating cells, the identification of derived sporozoites, and the development of indirect evidence for the origin of sporozoites in green algae. The specific type of zygote is multicellular, the reproductive generation is responsible for the generation of sporozoites, the derived generation is acquired, the morphological generation is mated, and the similar type of zygote is disclosed. This year,(1) the explanation of the conditions for the development of zygotes and multicellular bodies, and (2) the identification and implementation of the development of multicellular bodies and reproductive generations (1)The culture conditions of the zygote, temperature, nutrient concentration, illumination, and culture were varied. The conditions for the development of multicellular bodies are different, rich in nutrients, early summer, and near 14 ° C long day conditions. (2)The method of analyzing multicellular bodies is to create a sex-specific chromosome and a sex-specific domain in the nucleus. The result is that the sporozoite is male and female, and the genetic factor is confirmed. Comparison of nuclear DNA quantity between two phases The result is that the multicellular body is equivalent to the spore body. The reproductive pathway of multicellular bodies is clear. Long term culture conditions, swimming cell release, cell growth and development