緑藻ボルボックス目の光合成の細胞生理学的特性に着目した分子形態学的研究
绿藻团藻目光合作用细胞生理特征的分子形态学研究
基本信息
- 批准号:09874174
- 负责人:
- 金额:$ 1.41万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Exploratory Research
- 财政年份:1997
- 资助国家:日本
- 起止时间:1997 至 1998
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
昨年度明かになった、ピレノイドがなくCO_2濃縮機構を保持しているChloromonas2株の細胞内に蓄積された無機炭素の濃度はピレノイドをもつCd.reinhardtiiと比較すると1/10程度の値であり(Moritaet al. 1998, Planta 204:269-276)、これらの差がピレノイドの有無に関係するのか、両者の系統的差異によるものかを確かめる必要があった。そこでBuchheim et al.(1997,J.Phycol.33:286)が18S rRNA遺伝子系統樹でChloromonasに近縁であると示唆したChlamydomonas等6株を取りよせて詳細なRuBisCOの免疫電子顕微鏡観察を含む微細形態学的観察とCO_2固定に関する生理学的特性に着目した比較生物学的研究を実施した。その結果、これら6株はすべて葉緑体内にRuBisCOの集中したピレノイド構造をもつが、RuBisCOの集中度が低く典型的なピレノイドスターチに囲まれていないものと、RuBisCOの集中度が高く典型的なピレノイドスターチをもつものに分類された。前者のピレノイドをもつものはピレノイドを欠くChloromonasと同様に低い細胞内の無機炭素の濃度を示し、後者はCd.reinhardtiiと同程度に高い値を示した。更にrbcL遺伝子1128塩基対を用いた詳細な系統解析の結果、前者のタイプは後者の典型的なピレノイドをもつものから2個の独立した系統群で派生的に平行進化している事が判明し、「高濃度のRuBisCOをもつピレノイドスターチで囲まれた典型的なピレノイド」が「細胞内の高い無機炭素の濃度」に関係している事が強く示唆された。これはピレノイド構造とCO_2濃縮機構に関する今まで示唆されたことのない具体的な関係である。また、単細胞性緑藻Chlorogoniumの比較形態学的観察とrbcL遺伝子1128塩基対を用いた系統解析の結果、unstabele pyrenoidとstable pyrenoidが単系統種を識別する形質であると判明し、C.elongatumにおいて前者のタイプのピレノイドから後者に進化した可能性が示唆された。
The concentration of inorganic carbon accumulated in the cells of Chloromonas strain 2 was 1/10 of that of the control group (Morita et al. 1998, Planta 204:269-276).そこでBuchheim et al. (1997 Phycol. 33:286), 6 strains including Chloromonas were isolated from the 18S rRNA gene subsystem tree and examined by immunoelectron microscopy, including microscopic morphology and physiological characteristics related to CO_2 fixation. The results showed that RuBisCO concentration in chloroplasts of 6 strains was low, RuBisCO concentration was high, RuBisCO concentration was low, RuBisCO concentration was high, RuBisCO concentration was high. The former shows that the concentration of inorganic carbon in the cell is low, while the latter shows that the concentration of inorganic carbon in the cell is high. In addition, the results of detailed system analysis using the rbcL gene 1128 base pair, the parallel evolution of the former's Taipu and the latter's typical Taipu, but the derivation of two independent system groups, have been clarified, and the relationship between "high concentrations of RuBisCO in the device and the typical Taipu" and "high concentrations of inorganic carbon in the cell" has been strongly demonstrated. The relationship between CO_2 concentration mechanism and structure is discussed. A comparative morphological study of C. elongatum was carried out. The results of phylogenetic analysis of rbcL gene 1128 gene pairs, the identification of unstabele pyrenoid and stable pyrenoid single species, and the possibility of evolution of C.elongatum were also demonstrated.
项目成果
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科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Nozaki,H.,Ohta,N.,Morita,E.and Watanabe,M.M.: "Toward a natural system of species in Chlorogonium(Volvocales,Chlorophyta):a combined analysis of morphological and rbcL gene sequence data" Journal of Phycology. 34・6. 1024-1037 (1998)
Nozaki, H.、Ohta, N.、Morita, E. 和 Watanabe, M.M.:“迈向绿藻属物种的自然系统:形态学和 rbcL 基因序列数据的综合分析”《藻类学杂志》34。・6。1024-1037(1998)
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Nozaki,H.,Ohta,N.,Takano,H.and Watanabe,M.M.: "Reexamination of phylogenetic relationships within the colonial Volvocales(Chlorophyta):an analysis of atpB and rbcL gene sequences" Journal of Phycology. 35・1(印刷中). (1999)
野崎 H.、太田 N.、高野 H. 和渡边 M.M.:“群生藻类(绿藻)内系统发育关系的重新检查:atpB 和 rbcL 基因序列的分析”《藻类杂志》35・1(印刷版)。 )(1999)
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Morita,E.,Abe,T.,Tsuzuki,M.,Fujiwara,S.,Sato,N.,Hirata,A.,Sonoike,K.and NOzaki,H.: "Role of pyrenoids in the CO2-concentrating mechanism:comparative morphology,physiology and molecular phylogenetic analysis of closely related strains of Chlamydomonas and
Morita,E.、Abe,T.、Tsuzuki,M.、Fujiwara,S.、Sato,N.、Hirata,A.、Sonoike,K. 和 NOzaki,H.:“蛋白核在 CO2 浓缩机制中的作用
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Morita E., Abe,T., Tsuzuki,M., Fujiwara,S., Sato,N., Hirata,A., Sonoike,K. and Nozaki,H.: "Presence of the CO2-concentrating mechanism in some species of the pyrenoid-less algal genus Chloromonas (Volvocales,Chlorophyta)" Planta. (印刷中). (1998)
Morita E.、Abe,T.、Tsuzuki,M.、Fujiwara,S.、Sato,N.、Hirata,A.、Sonoike,K. 和 Nozaki,H.:“某些物种中存在二氧化碳浓缩机制无蛋白核藻属绿单胞菌属(Volvocales,Chlorophyta)”Planta。(正在印刷中)。(1998)
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