眼点と接合装置の相対的位置とオルガネラ遺伝様式から明らかにする緑藻の雌雄性の起源

从眼点与交配器的相对位置及细胞器遗传模式揭示绿藻雌雄性别的起源

• 批准号: 07J03633
• 负责人: 茂木 祐子
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J03633/
• 关键词: 緑色藻類; 性分化; オルガネラ遺伝; オルガネラ遣伝

本研究の目的は、緑色藻類で見られる配偶子の性分化(接合装置の非対称性)とオルガネラ遺伝との関係性を調べることにより、緑色藻類の雌雄性の進化を明らかにすることである。緑色藻類の配偶子は、眼点と接合装置(細胞融合部位)の位置が二つの交配型間で非対称になっている。この非対称性は、緑色藻類の最も古い性分化の一つである可能性が高い。本研究では、同形配偶生殖と異形配偶生殖の中間段階にあると考えられるヒラアオノリを用いて、非対称性と雌雄を特徴付けるとされるオルガネラ遺伝様式に着目し、以下の実験を行った。ヒラアオノリのmt^+、mt^-の配偶子は、眼点に対して接合装置の位置に明確な非対称性があり、形態的に異なる2つのタイプに分けることができた。形態的な二形性を示す4系統8株のヒラアオノリを用いて、4系統間12組の交雑を行った。得られた377の胞子体でオルガネラ遺伝マーカーを用いて葉緑体とミトコンドリアの遺伝様式を調べた。その結果、葉緑体は355例(94.2%)の割合でmt^+から片親遺伝していた。一方で、ミトコンドリアは312例(83%)の割合でmt^+から片親遺伝していたが、葉緑体に比べ父性遺伝や両性遺伝といったmt^-の遺伝マーカーが残存する接合子が多く検出された。接合後6時間から1週間までの接合子を、マイクロマニュピレーションを用いた顕微操作により1細胞ずつ採取し、mt^+、mt^-特異的遺伝マーカーの検出を行った。ミトコンドリアDNAは、接合後6時間で分解されている個体も検出されたが、その分解時期には個体差があり、最終的にすべての個体で消失が確認されたのは接合後1週間の2細胞期の発芽体であった。ミトコンドリアや葉緑体が両性遺伝する個体では、mt^-のオルガネラDNAは、2細胞期の発芽体で起こる片親オルガネラDNAの分解機構を逃れ、発芽体内に残存すると考えられた。

Purpose の this study は, green algae で see ら れ る gamete の sexual differentiation (joint device の non said seaborne) と オ ル ガ ネ ラ heritage 伝 と の masato is sexual を adjustable べ る こ と に よ り の female male の evolution, green algae を Ming ら か に す る こ と で あ る. Green algae <s:1> mating offspring, eye point と junction device (cell fusion site) <s:1> position が two <s:1> <s:1> mating types で non-symmetrical になって る る る る. The non-symmetry of <s:1> and the most ancient である differentiation of green algae <s:1> is highly likely が. This study で は, isomorphous spouse reproductive と alien spouse among reproductive の Duan Jie に あ る と exam え ら れ る ヒ ラ ア オ ノ リ を with い て, males and females non said seaborne と を 徴 pay け る と さ れ る オ ル ガ ネ ラ heritage 伝 others type に mesh し, the following の be 験 を line っ た. ヒ ラ ア オ ノ リ の mt +, mt ^ - ^ の spouse は, eyespots に し seaborne て joint device に の position clear な non said seaborne が あ に り, form different な る 2 つ の タ イ プ に points け る こ と が で き た. The な dimorphism を of morphology shows that 8 plants of the す4 system <s:1> ヒラア ノリを ノリを ノリを are crossed by 雑を て and 12 groups of <s:1> between the 4 systems 雑を in 雑を rows った. Have ら れ た 377 の spore body で オ ル ガ ネ ラ heritage 伝 マ ー カ ー を with い て chloroplast と ミ ト コ ン ド リ ア の heritage 伝 others type を adjustable べ た. Youdaoplaceholder0 そ results: In 355 cases (94.2%) of chloroplasts, でmt^+ ら ら slices were cut together, resulting in parental remains of 伝 て て た た た. Party で, ミ ト コ ン ド リ ア は 312 cases (83%) の cut close で mt ^ + か ら piece close heritage 伝 し て い た が, chloroplast に than べ paternal heritage 伝 や struck sex heritage 伝 と い っ た mt ^ - の heritage 伝 マ ー カ ー が residual す る zygote が more く 検 out さ れ た. 6 time after joint か ら 1 week between ま で の zygote を, マ イ ク ロ マ ニ ュ ピ レ ー シ ョ ン を with い た 顕 micro operations に よ り 1 cell ず つ take し, mt +, mt ^ - ^ specific heritage 伝 マ ー カ ー の 検 を row っ た. ミ ト コ ン ド リ ア DNA は, 6 time after joint で decomposition さ れ て い る individual も 検 out さ れ た が, そ の decomposition period に は individual difference が あ り, eventually に す べ て の individual で disappear が confirm さ れ た の は joint の between 1 week after phase 2 cells の 発 buds で あ っ た. ミ ト コ ン ド リ ア や chloroplast が struck sex heritage 伝 す る individual で は, mt ^ - の オ ル ガ ネ ラ DNA は, 2 cell stage の 発 buds で up こ る piece close オ ル ガ ネ ラ DNA の decomposition を れ escape, 発 buds in に residual す る と exam え ら れ た.

项目成果

ヒラアオノリのマイクロサテライトと3系統間交雑によるオルガネラ遺伝様式の解析

平青典三系杂交微卫星和细胞器遗传模式分析

• 发表时间: 2008
• 作者: Yayoi;kagami;茂木祐子;茂木祐子;茂木祐子;茂木祐子;茂木祐子;茂木 祐子
• 通讯作者: 茂木 祐子

The dynamic surface of dividing cyanelles and ultrastructure of the region directly below the surface in Cyanophora paradoxa

• DOI: 10.1007/s00425-008-0872-4
• 发表时间: 2009-03-01
• 期刊: PLANTA
• 影响因子: 4.3
• 作者: Sato, Mayuko;Mogi, Yuko;Kawano, Shigeyuki
• 通讯作者: Kawano, Shigeyuki

Patterns of organelle inheritance revealed by twelve interline crosses in Ulva compressa

石莼十二个行间杂交揭示的细胞器遗传模式

• 发表时间: 2009
• 作者: Yayoi;kagami;茂木祐子;茂木祐子;茂木祐子
• 通讯作者: 茂木祐子

Sexuality and uniparental inheritance of Chloroplast DNA in the isogamou green alga Ulva compressa(Ulvophyceae)

异性绿藻石莼（Ulvophyceae）叶绿体 DNA 的性行为和单亲遗传

• 发表时间: 2008
• 期刊: Journal of Phycology (掲載確定)
• 作者: Yayoi;kagami
• 通讯作者: kagami

Patterns of organelle inheritance revelaed by microsatellite markers and twelve interline crosses of four geographically distant lines in Ulva compressa

石莼微卫星标记和四个地理上遥远的品系的十二个行间杂交揭示的细胞器遗传模式

• 发表时间: 2008
• 作者: Yayoi;kagami;茂木祐子;茂木祐子;茂木祐子;茂木祐子;茂木祐子
• 通讯作者: 茂木祐子