緑色海藻類アオサ・アオノリは世界中の沿岸生態系の主要な一次生産者であり、汽水、淡水にも広く分布しています。沿岸域で大量発生し、環境問題を引き起こすグループとしても有名ですが、日本では食卓を彩る高級食材としても知られます。近年の次世代シーケンサー技術の発展の恩恵を受け、アオサ・アオノリでもゲノム解読が進められ、いくつかの種でゲノム情報が発表されました。また私たちの研究グループではアオノリでのゲノム編集系の確立に成功し、遺伝子機能解析も可能になったことで、アオサ・アオノリ類において様々な研究分野での発展が期待できるようになりました。
研究材料のスジアオノリは、日本を含めた世界各地の汽水域を中心に分布し、外部形態のみでは区別が難しい胞子体（複相）と配偶体（単相）が交代する同形世代交代をおこないます。雌雄配偶体からそれぞれ放出される2本鞭毛の雌雄配偶子は、まず鞭毛によりお互いを認識し、その直後に接合装置と呼ばれる膜構造から細胞融合が進み、接合子を形成します。接合子は胞子体へと生長し、減数分裂を経て4本鞭毛の遊走子が放出され、これが配偶体へと生長します。この有性生殖生活環に加えて、2本鞭毛または4本鞭毛の遊走子と葉状体を繰り返す無性生殖生活環を持つ個体群も知られ、多様な生活環があることが報告されていました。一方で、この有性生殖過程で機能する遺伝子群や、有性生殖と無性生殖の進化的な関係についての知見はそれほどありませんでした。
本発表では、ゲノム解析とゲノム編集技術を利用して研究を進めている、1）スジアオノリにおける性染色体と性決定、2）雌雄配偶子の認識、融合に関わる遺伝子群の探索、3）無性生殖個体群の出現経路、の3つの話題についてお話する予定です。