JP6988045B2 - 小房子嚢菌の同定法 - Google Patents
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es)、ヤーヌラ目(Jahnulales)、パテラリア目(Patellariales)、タテガタキン目(Microthyriales)、トリペテリウム目(Trypetheliales)の11種類の目に分類されている。
また、PCR法は一般に少量の鋳型DNAから特定のDNA領域を大量に増幅する方法として用いられている。しかし、確実なPCR反応を行うには比較的多量の菌量(胞子数
でいうと1×102〜5/mL)のサンプルを必要とする。ところが小房子嚢菌の乾燥標本から多量の菌を採取するには標本を大量に使用する必要があり、且つ、標本を大きく損傷させてしまうため、標本価値を損ねてしまうなど、現実的でない。
このように、従来の方法あるいは従来の方法の変法では、二重璧の子嚢からなる小房子嚢菌の子実体からDNAを抽出し、配列解析や分子系統解析等で同定することが難しかった。
また、小房子嚢菌の属の同定法について種々検討してきたところ、小房子嚢菌の目毎に特異的なプライマーセットを用いてDNAを増幅し、更に、前記増幅されたDNAを用いて、配列解析又は分子系統解析を行うことによって、正確且つ簡便に小房子嚢菌の属の同定ができることを見出し、本発明を完成した。
[1]
小房子嚢菌を同定する方法であって、
(A)小房子嚢菌のDNAを調製する工程;
(B)前記工程(A)で調製されたDNAを鋳型として、小房子嚢菌の28S rDNA内の
小房子嚢菌の目に特異的なプライマーセットを用いたPCRによって、小房子嚢菌遺伝子を増幅する工程;及び、
(C)前記工程(B)で増幅された遺伝子を検出する工程;
を含む、小房子嚢菌を同定する方法。
小房子嚢菌を同定する方法であって、
(A)小房子嚢菌のDNAを調製する工程;
(B)前記工程(A)で調製されたDNAを鋳型として、小房子嚢菌の28S rDNA内の配列番号6で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマー及び配列番号7で表される塩基配列の相補的塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマーからなる小房子嚢菌の目に特異的なプライマーセットを用いたPCRによって、小房子嚢菌遺伝子を増幅する工程;及び、
(C)前記工程(B)で増幅された遺伝子を検出する工程;
を含む、小房子嚢菌を同定する方法。
前記工程(A)における、小房子嚢菌のDNAの調製を、
(a)小房子嚢菌の子実体を支持体に固定する工程;
(b)切削ビットを備えた回転工具により、前記工程(a)で固定された子実体を粉砕する工程;及び、
(c)前記工程(b)で粉砕された子実体からDNAを抽出する工程、
を含む、小房子嚢菌のDNAを調製する方法により行う、[1]又は[2]に記載の小房子嚢菌を同定する方法。
小房子嚢菌を同定する方法であって、さらに、
(C)前記工程(B)で増幅された小房子嚢菌の遺伝子を遺伝子配列相同性解析又は分子系統解析する工程、
を含む、[1]〜[3]のいずれかに記載の小房子嚢菌を同定する方法。
小房子嚢菌を同定する方法であって、
(A)小房子嚢菌のDNAを調製する工程;
(B)前記工程(A)で調製されたDNAを鋳型として、真菌の28S rDNA内の塩基配列もしくはその相補的塩基配列を含む、真菌に共通なプライマーセットを用いた第1のPCRによって小房子嚢菌の遺伝子を増幅する工程;
(C)前記工程(B)で調製されたDNAを鋳型として、小房子嚢菌の28S rDNA内の小房子嚢菌の目に特異的なプライマーセットを用いた第2のPCRによって、小房子嚢菌遺伝子を増幅する工程;及び、
(D)前記工程(C)で増幅された遺伝子を検出する工程;を含み、
前記真菌に共通なプライマーセットは、少なくとも、小房子嚢菌の28S rDNA内の、前記第2のPCRにより増幅される領域を増幅可能である、
小房子嚢菌を同定する方法。
小房子嚢菌を同定する方法であって、
(A)小房子嚢菌の鋳型DNAを調製する工程;
(B)前記工程(A)で調製されたDNAを鋳型として、真菌の28SrDNA内の塩基配列もしくはその相補的塩基配列を含む、真菌に共通なプライマーセットを用いた第1のPC
Rによって小房子嚢菌の遺伝子を増幅する工程;
(C)前記工程(B)で調製されたDNAを鋳型として、小房子嚢菌の28S rDNA内の配列番号6で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマー及び配列番号7で表される塩基配列の相補的塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマーからなる小房子嚢菌の目に特異的なプライマーセットを用いた第2のPCRによって、小房子嚢菌遺伝子を増幅する工程;及び、
(D)前記工程(C)で増幅された遺伝子を検出する工程;を含み、
前記真菌に共通なプライマーセットは、少なくとも、小房子嚢菌の28S rDNA内の、前記第2のPCRにより増幅される領域を増幅可能である、
小房子嚢菌を同定する方法。
前記工程(A)における、小房子嚢菌のDNAの調製を、
(a)小房子嚢菌の子実体を支持体に固定する工程;
(b)切削ビットを備えた回転工具により、前記工程(a)で固定された子実体を粉砕する工程;及び、
(c)前記工程(b)で粉砕された子実体からDNAを抽出する工程、
を含む、小房子嚢菌のDNAを調製する方法により行う、
[5]又は[6]に記載の小房子嚢菌を同定する方法。
小房子嚢菌を同定する方法であって、さらに、
(D)前記工程(C)で増幅された小房子嚢菌の遺伝子を遺伝子配列相同性解析又は分子系統解析する工程、
を含む、[5]〜[7]のいずれかに記載の小房子嚢菌を同定する方法。
真菌に共通なプライマーセットが、配列番号2で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマー及び配列番号3で表される塩基配列の相補的塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマーの組み合わせ、又は、配列番号4で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマー及び配列番号5で表される塩基配列の相補的塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマーの組み合わせである、[5]〜[8]のいずれかに記載の小房子嚢菌を同定する方法。
小房子嚢菌の目に特異的なプライマーセットが、
(1)プレオスポラ目(Pleosporales)であれば、配列番号6で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマー及び配列番号7で表される塩基配列の相補的塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマーの組み合わせ;
(2)ボトリオスフェリア目(Botryosphaeriales)であれば、配列番号8で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマー及び配列番号9で表される塩基配列の相補的塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマーの組み合わせ;
(3)モジカビ目(Hysteriales)であれば、配列番号10で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマー及び配列番号11で表される塩基配列の相補的塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマーの組み合わせ;
(4)カプノディウム目(Capnodiales) であれば、配列番号12で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマー及び配列番号13で表される塩基配列の相補的塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマーの組み合わせ;
(5)クロイボタケ目(Dothideales)であれば、配列番号14で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマー及び配列番号15で表される塩基配列の相補的塩基
配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマーの組み合わせ;
(6)ミリアンギウム目(Myriangiales)であれば、配列番号16で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマー及び配列番号17で表される塩基配列の相補的塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマーの組み合わせ;
(7)ミティリニディオン目(Mytilinidiales)であれば、配列番号18で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマー及び配列番号19で表される塩基配列の相補的塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマーの組み合わせ;
(8)ヤーヌラ目(Jahnulales)であれば、配列番号20で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマー及び配列番号21で表される塩基配列の相補的塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマーの組み合わせ;
(9)パテラリア目(Patellariales)であれば、配列番号22で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマー及び配列番号23で表される塩基配列の相補的塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマーの組み合わせ;
(10)タテガタキン目(Microthyriales)であれば、配列番号24で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマー及び配列番号25で表される塩基配列の相補的塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマーの組み合わせ;
(11)トリペテリウム目(Trypetheliales)であれば、配列番号26で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマー及び配列番号27で表される塩基配列の相補的塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマーの組み合わせ、から選ばれる少なくとも一種である、
[1]〜[8]のいずれかに記載の小房子嚢菌を同定する方法。
小房子嚢菌を同定するためのキットであって、
小房子嚢菌の目に特異的なプライマーセットを含み、
前記小房子嚢菌の目に特異的なプライマーセットが、
(1)プレオスポラ目(Pleosporales)であれば、配列番号6で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマー及び配列番号7で表される塩基配列の相補的塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマーの組み合わせ;
(2)ボトリオスフェリア目(Botryosphaeriales)であれば、配列番号8で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマー及び配列番号9で表される塩基配列の相補的塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマーの組み合わせ;
(3)モジカビ目(Hysteriales)であれば、配列番号10で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマー及び配列番号11で表される塩基配列の相補的塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマーの組み合わせ;
(4)カプノディウム目(Capnodiales) であれば、配列番号12で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマー及び配列番号13で表される塩基配列の相補的塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマーの組み合わせ;
(5)クロイボタケ目(Dothideales)であれば、配列番号14で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマー及び配列番号15で表される塩基配列の相補的塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマーの組み合わせ;
(6)ミリアンギウム目(Myriangiales)であれば、配列番号16で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマー及び配列番号17で表される塩基配列の相補的塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマーの組み合わせ;
(7)ミティリニディオン目(Mytilinidiales)であれば、配列番号18で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマー及び配列番号19で表される塩基配列の相補的塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマーの組み合わせ;
(8)ヤーヌラ目(Jahnulales)であれば、配列番号20で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマー及び配列番号21で表される塩基配列の相補的塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマーの組み合わせ;
(9)パテラリア目(Patellariales)であれば、配列番号22で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマー及び配列番号23で表される塩基配列の相補的塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマーの組み合わせ;
(10)タテガタキン目(Microthyriales)であれば、配列番号24で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマー及び配列番号25で表される塩基配列の相補的塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマーの組み合わせ;
(11)トリペテリウム目(Trypetheliales)であれば、配列番号26で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマー及び配列番号27で表される塩基配列の相補的塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマーの組み合わせ、から選ばれる少なくとも一種である、
キット。
小房子嚢菌を同定するためのキットであって、
さらに真菌に共通なプライマーセットを含み、
前記真菌に共通なプライマーセットが、配列番号2で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマー及び配列番号3で表される塩基配列の相補的塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマーの組み合わせ、又は、配列番号4で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマー及び配列番号5で表される塩基配列の相補的塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマーの組み合わせ、である、
[11]に記載のキット。
小房子嚢菌のDNAを調製する方法であって、
(a)小房子嚢菌の子実体を支持体に固定する工程;
(b)切削ビットを備えた回転工具により、前記工程(a)で固定された子実体を粉砕する工程;及び、
(c)前記工程(b)で粉砕された子実体からDNAを抽出する工程、
を含む、小房子嚢菌のDNAを調製する方法。
、パテラリア目(Patellariales)、タテガタキン目(Microthyriales)、トリペテリウム目(Trypetheliales)が挙げられる。当業者であれば、形態学的な解析により、小房子嚢菌の目を分類することができる。
形態解析としては、例えば、以下の手順で行うことが挙げられる。まず、子実体の着生している植物標本を標本ポケットから取り出し、実体顕微鏡(×10あるいは×20)で観察する。子実体の着生の位置、子実体の集合状況(単生、群生)、子実体のタイプ(子嚢殻、盾形、子嚢盤状など)を評価する。次に、柄付き針で子実体を分離して、顕微鏡下(×100〜×200)で子嚢が二重壁構造か確認する。また、子嚢胞子が未熟か、成熟か観察し、成熟胞子については、胞子の形態、隔壁数、色調等を観察して、暫定的に目、科、属、種のいずれかを同定する。
が挙げられる。小房子嚢菌の28S rDNAの目に特異的なプライマーセットとしては、小房子嚢菌の28S rDNAの相同性解析(アラインメント解析)を行い、所定の目に相同性が高く、それ以外の目に相同性が低いことを指標に、該所定の目を特異的に増幅可能なプライマーセットを選ぶことができる。このようなプライマーセットとして、例えば、配列番号1に示す28S rDNA遺伝子の塩基配列の塩基番号80〜101及び塩基番号487〜507に相当する領域における、塩基配列に基づいて設計され、かつ、28S rDNA遺伝子の塩基配列を含む領域を増幅できるように設計したプライマーの組み合わせが挙げられる。
また、小房子嚢菌の28S rDNAの相同性解析を行った際に、配列番号6で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列の全部、又は一部を含むプライマー及び配列番号7で表される塩基配列の相補的塩基配列と相同な領域の塩基配列の全部、又は一部を含むプライマーを含む小房子嚢菌の目に特異的なプライマーの組合せを使用することができる。
しくは100%の相同性を有することを意味する。
プライマーは、例えば、10塩基以上、15塩基以上、または20塩基以上の長さであってよい。また、プライマーは、例えば、50塩基以下、または30塩基以下の長さであってよい。
具体的には、プレオスポラ目(Pleosporales)であれば、配列番号6で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマー及び配列番号7で表される塩基配列の相補的塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマーの組み合わせ、ボトリオスフェリア目(Botryosphaeriales)であれば、配列番号8で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマー及び配列番号9で表される塩基配列の相補的塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマーの組み合わせ、モジカビ目(Hysteriales)であれば、配列番号10で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマー及び配列番11で表される塩基配列の相補的塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマーの組み合わせ、カプノディウム目(Capnodiales) であれば、配列番号12で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマー及び配列番号13で表される塩基配列の相補的塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマーの組み合わせ、クロイボタケ目(Dothideales)であれば、配列番号14で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマー及び配列番号15で表される塩基配列の相補的塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマーの組み合わせ、ミリアンギウム目(Myriangiales)であれば、配列番号16で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマー及び配列番号17で表される塩基配列の相補的塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマーの組み合わせ、ミティリニディオン目(Mytilinidiales)であれば、配列番号18で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマー及び配列番号19で表される塩基配列の相補的塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマーの組み合わせ、ヤーヌラ目(Jahnulales)であれば、配列番号20で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマー及び配列番号21で表される塩基配列の相補的塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマーの組み合わせ、パテラリア目(Patellariales)であれば、配列番号22で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマー及び配列番号23で表される塩基配列の相補的塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマーの組み合わせ、タテガタキン目(Microthyriales)であれば、配列番号24で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマー及び配列番号25で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列の相補的塩基配列を含むプライマーの組み合わせ、トリペテリウム目(Trypetheliales)であれば、配列番号26で表される塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマー及び配列番号27で表される塩基配列の相補的塩基配列と相同な領域の塩基配列を含むプライマーの組み合わせにより、28S rDNAを特異的に増幅可能である。
基配列からなるプライマーと配列番号7で表される塩基配列からなるプライマーの組み合わせ、ボトリオスフェリア目(Botryosphaeriales)であれば、配列番号8で表される塩基配列からなるプライマーと配列番号9で表される塩基配列からなるプライマーの組み合わせ、モジカビ目(Hysteriales)であれば、配列番号10で表される塩基配列からなるプライマーと配列番号11で表される塩基配列からなるプライマーの組み合わせ、カプノディウム目(Capnodiales) であれば、配列番号12で表される塩基配列からなるプライマーと配列番号13で表される塩基配列からなるプライマーの組み合わせ、クロイボタケ目(Dothideales)であれば、配列番号14で表される塩基配列からなるプライマーと配列番号15で表される塩基配列からなるプライマーの組み合わせ、ミリアンギウム目(Myriangiales)であれば、配列番号16で表される塩基配列からなるプライマーと配列番号17で表される塩基配列からなるプライマーの組み合わせ、ミティリニディオン目(Mytilinidiales)であれば、配列番号18で表される塩基配列からなるプライマーと配列番号19で表される塩基配列からなるプライマーの組み合わせ、ヤーヌラ目(Jahnulales)であれば、配列番号20で表される塩基配列からなるプライマーと配列番号21で表される塩基配列からなるプライマーの組み合わせ、パテラリア目(Patellariales)であれば、配列番号22で表される塩基配列からなるプライマーと配列番号23で表される塩基配列からなるプライマーの組み合わせ、タテガタキン目(Microthyriales)であれば、配列番号24で表される塩基配列からなるプライマーと配列番号25で表される塩基配列からなるプライマーの組み合わせ、トリペテリウム目(Trypetheliales)であれば、配列番号26で表される塩基配列からなるプライマーと配列番号27で表される塩基配列からなるプライマーの組み合わせが挙げられる。
当業者であれば、上記に従って、好適な特異プライマー配列を過度な試行錯誤無く、適宜設計して使用することができる。
小房子嚢菌の目に特異的な遺伝子を検出することによって、検体がその小房子嚢菌の目に属すると同定することができる。
0%以上の確率で他の系統グループ(科、属、種)から独立した系統グループを構成した。
また、前記のプライマーセット以外に、遺伝子増幅(PCR)に必要な試薬、例えば耐熱性DNAポリメラーゼ(Taq DNAポリメラーゼ)、ヌクレオチド(dNTP混合物)及び反応バッファー等を含有させてもよい。
更に、第1回目のPCRに使用する真菌に共通なプライマーセットを含有させてもよい。真菌に共通なプライマーセットの具体例としては、前記の真菌に共通なプライマーセットが挙げられる。
また、小房子嚢菌の菌種を同定するために、配列解析に使用する試薬等の、同定に必要な種々の試薬を含むことができる。
小房子嚢菌以外の子嚢菌類あるいは小房子嚢菌の培養菌体からのDNA抽出法と知られている4つの公知の方法と、本発明の方法を比較検討した。
以下の4種類の小房子嚢菌の乾燥標本(三菱化学科学技術研究センター)を検討に使用した。公知の形態観察による分類により、目あるいは可能であれば属や種の同定を行った。
(A)及び(D)は試験に供する約3年前に採集された新しい標本、(B)及び(C)は試験に供する約26年前に採集された古い標本である。
(A)Dothidea sp. 標本番号59 採集日2010年11月24日
(B)Botryosphaeria sp. 標本番号5873 採集日1987年11月6日
(C)Rhytidhysteron rufulvum 標本番号5839 採集日1987年11月16日
(D)Ophiobolus fulgidus 標本番号108 採集日2010年6月24日
<2−1>スライドガラス加圧法(比較例1)
Alex Weir & Meredith Blackwell 2001. Mycologia 93(4) 802-806を参考に以下の方法で行った。2枚のスライドガラスに小房子嚢菌の子実体20個体を挟んで、Yeast Cell
Lysis Solution(MasterPure(登録商標) Yeast DNA Purification Kit:Epicentre Biotechnologies社製)を一滴添加して指で強く押しつぶした。子実体が完全につぶれたら、300μLのYeast Cell Lysis Solutionでスライドガラスに付着した菌体を洗い落として、上記Epicentre Biotechnologiesによるキットの説明書に従ってDNAを抽出した。DNAは30μL溶液とした。DNAの収量は、子実体1個体あたり(A)24.6ng、(B)97.05ng、(C)130.95ng、(D)95.85ngであった。
四本能尚、大原亜紀子、三川隆 1995. Microbiol. Cult. Coll. 19-21を参考に以下の方法で行った。小房子嚢菌の子実体20個をアルミホイル上に乗せて、2cm×2cm位の大きさに折りたたみ、更に、アルミホイルを2重にかけた。これを、1時間以上、−80℃に入れて凍結した。その後、フリーザーからアルミホイルを取り出し、すばやくプラスチックのハンマーで叩いて粉砕した。子実体及び子嚢が破砕したら、アルミホイルが破れないように開いて、Yeast Cell Lysis Solutionを300μL添加して、上記Epicentre Biotechnologiesによるキットの説明書に従ってDNAを抽出した。DNAは30μL溶液とした。DNAの収量は、子実体1個体あたり(A)185.85ng、(B)204.3ng、(C)451.635ng、(D)59.55ngであった。
R.A.Haugland, et al. 1999, Journal of Microbiological Methods 37, 165-176を参考に以下の方法で行った。小房子嚢菌の子実体50個体をホモジエナイザー(Mini Cordless Grinder:フナコシ社)に入れて、Yeast Cell Lysis Solutionを1ml添加して、ホモジェナイズした。子実体及び子嚢を破砕して、子嚢胞子の懸濁液を作製した。この胞子懸濁液400μLをマイクロチューブに入れて、ガラスビーズ(200mg)を添加して、超音波洗浄機で15分処理した。DNAの抽出、精製は上記Epicentre Biotechnologiesによるキットの説明書に従って行った。DNAは30μL溶液とした。DNAの収量は、子実体1個体あたり(A)14.4ng、(B)59.16ng、(C)91.02ng、(D)13.8ngであった。
R.A.Haugland, et al. 1999, Journal of Microbiological Methods 37, 165-176を参考に以下の方法で行った。小房子嚢菌の子実体50個体をホモジナイザーに入れて、Yeast Cell Lysis Solutionを1ml添加して、ホモジナイズした。子実体および子嚢を破砕して、子嚢胞子の懸濁液を作製した。この胞子懸濁液400μLをマイクロチューブに入れて、ガラスビーズ(200mg)を添加して、ホモジナイザー(Mini Cordless Grinder:フナコシ社)で3分間、300rpmで破砕した。DNAの抽出、精製は上記Epicentre Biotechnologiesによるキットの説明書に従って行った。DNAは30μL溶液とした。DNAの収量は、子実体1個体あたり(A)32.22ng、(B)26.4ng、(C)179.04ng、(D)43.72ngであった。
ガラス製マイクロ試験管に接着剤(アロンアルフア extra(登録商標):東亜合成社)を数滴滴下し、その上に小房子嚢菌の子実体を5個体を置いて固化した。完全に固化した後、Yeast Cell Lysis Solutionを300μL試験管に添加して、切削ビット(DREMEL社)を付けたミニルーター(PROXXON社)で、2分、8000rpmで、子実体及び子嚢を粉砕した。DNAの抽出、精製は上記Epicentre Biotechnologiesによるキットの説明書に従って行った。DNAは30μL溶液とした。DNAの収量は、子実体1個体あたり(A)398.4ng、(B)303ng、(C)595.2ng、(D)336.06ngであった。
<3−1>DNAの増幅
<3−1−1>第1回目のPCR
DNA増幅キット(puRe Taq(登録商標)Ready-To-Go(登録商標)PCR beads、GE Healthcare社)を用い、総量を25μLとし、フォワードプライマーを10pmol、リバースプライマーを10pmol、前記方法による抽出DNA(鋳型DNA)2μLを含む
反応液で、DNAサーマルサイクラー(Applied Biosystems 2720:Applied Biosystems社製)により、95℃1分予備加熱後、95℃40秒、52℃40秒、72℃ 2分を25回のPCR反応を行い、次いで、95℃40秒、52℃40秒、72℃ 2分の15回の反応を行うが、伸張反応の時間を1サイクルごとに5秒ずつ加算して行き、72℃10分の伸張反応を行った。
プライマーは、表1に示す真菌に共通のプライマー(TM01F、TM11R)を用いた。
鋳型DNAとして第1回目のPCR産物を用いる以外は第1回目のPCRと同じ反応液組成とした。鋳型DNAとしては、第1回目のPCR産物の1μLを使用した。nested−PCRは、DNAサーマルサイクラー(Applied Biosystems 2720:Applied Biosystems社製)により、94℃3分予備加熱後、94℃30秒、55℃30秒、72℃30秒を30回のPCR反応を行い、72℃10分の伸張反応を行った。
前記<3−1−2>で得られた各々の増幅産物を、2%アガロースゲルにて電気泳動を行いエチジウムブロマイド染色により検出した。(A)Dothidea sp.及び(D)Opiobolus fulgidusの新しい標本については、比較例1〜4及び実施例1の方法で得られたDNAのいずれでも、増幅予想サイズの380bp〜400bpの大きさに増幅産物を確認することができた。しかし、(B)Botryosphaeria sp.及び(C)Rhytidhysteron rufulvumの古い標本については、実施例1においてのみ、増幅予想サイズの380bp〜400bpの大きさに増幅産物を確認することができた(図1)。
前記<3−1−2>で得られたPCR産物を、以下のように配列解析した。すなわち、Nested-PCRによって増幅した各DNA断片をAlkaline phosphataseおよびShrimp Exnuclease
Iで処理し、残存プライマーおよび非特異的反応物を除去した。処理したDNA断片を鋳型として、Big DyeTerminator Cycle Sequencing Kit(Applied Biosystems社)を用いてシークエンス反応を行った。
反応物をBig Dye X-Terminator Purification Kit(Applied Biosystems社)を用いて精製し、シークエンスを実施した。
得られたシークエンスデータはGENETYX Ver.10を用いて一本鎖化と編集を行いCLUSTAL W によりアラインメント(相同性解析)を行った。
従来のDNAの調製法では、小房子嚢菌の新しい標本((A)及び(D))は明瞭なDNAの増幅産物を得ることができたが、小房子嚢菌の古い標本((B)及び(C))はDNAの増幅産物を得ることができなかった。一方、本発明のDNAの調製法(支持体接着破砕法)では、いずれの標本でもDNA増幅産物を得ることができ、特に古い標本でも確実にDNA増幅産物を得ることができた。また、得られたDNA増幅産物の遺伝子配列相同性解析の結果、それぞれの属名と一致することがわかった。以上より、本発明のDNAの調製法は、小房子嚢菌から簡便且つ高収量でDNAを調製できることがわかった。特に、小房子嚢菌の古い標本では、いずれの公知のDNAの調製法でもDNAを調製することができず、本発明のDNAの調製法によってのみ達成できることがわかり、本発明のDNAの調製法の有用性が高いことが示された。
小房子嚢菌以外の子嚢菌類あるいは小房子嚢菌の培養菌体からの小房子嚢菌の同定法と知られている公知の方法と、本発明の方法を比較検討した。
試験例1と同じ材料を使用した。
実施例1及び比較例1〜4と同じDNA抽出方法を行った。
<3−1>DNAの増幅
第1回目のPCRは、試験例1の<3−1−1>第1回目のPCRと同じ方法を行った。続いて、第2回目のPCRは、比較例5として、表1に示す第2の真菌に共通プライマー(TM01'F、TM11'R)を使用したこと以外は、試験例1と同様に行った。
得られた各々の増幅産物を、2%アガロースゲルにて電気泳動を行いエチジウムブロマイド染色により検出した。比較例5では、(A)Dothidea sp.、(B)Botryosphaeria sp.、(C)Rhytidhysteron rufulvum及び(D)Opiobolus fulgidusのいずれでも増幅予想サイズの600bpにバンドが検出できたが、上流にもスメアなバンドが検出されており、目的菌の遺伝子配列が解読不能であることが予想された(図2)。
上記試験例1と同様に、前記<3−1>で得られた比較例5のPCR増幅産物を配列解析したが、波形が得られなかったり複数の波形が混在していたりして、いずれも配列解析することができなかった。一方、実施例2〜5のPCR増幅産物では、配列解析及び相同性解析することができた。
以上より、公知の小房子嚢菌の同定法、すなわち、標本から調製されたDNAを、真菌共通プライマーセットで増幅し、その増幅産物を更に真菌共通プライマーセットで増幅する方法では、小房子嚢菌を同定することができないことがわかった。一方、小房子嚢菌の培養菌体では、上記の公知の小房子嚢菌の同定法で同定できたことが報告されている。培養菌体では、遺伝子上でも、より単一化されるため公知の小房子嚢菌の同定法で同定できたと考えられる。本発明では、培養菌体では無く、採集標本自体からの小房子嚢菌の同定
を課題としている。遺伝子解析は高感度であるため、微量の他遺伝子の混在を検出してしまう。採集標本では、形態観察では単一とみなされるが、実際には複数遺伝子の混在があり、遺伝子レベルでは検出してしまうことがわかった。
<1>材料
70サンプルの小房子嚢菌の乾燥標本(三菱化学科学技術研究センター)を検討に使用した(1985年〜2001年に収集)。標本に着生している子実体の形態観察により、モノグラフや分類学的文献を頼りに、目あるいは可能であれば属や種の同定を行った。
実施例1の<2−5>に従って、各々の標本サンプルからDNAを抽出した。得られたDNA含有液を以下の鋳型DNAサンプルとした。
<3−1>DNAの増幅
<3−1−1>第1回目のPCR
DNA増幅キット(puRe Taq(登録商標)Ready-To-Go(登録商標)PCR beads、GE Healthcare社)を用い、総量を25μLとし、フォワードプライマーを10pmol、リバースプライマーを10pmol、前記方法による抽出DNA(鋳型DNA)2μLを含む反応液で、DNAサーマルサイクラー(Applied Biosystems 2720:Applied Biosystems社製)により、95℃1分予備加熱後、95℃40秒、52℃40秒、72℃ 2分を25回のPCR反応を行い、次いで、95℃40秒、52℃40秒、72℃ 2分の15回の反応を行うが、伸張反応の時間を1サイクルごとに5秒ずつ加算して行き、72℃10分の伸張反応を行った。
プライマーは、表1に示す真菌に共通のプライマー(TM01F、TM11R)を用いた。
鋳型DNAとして第1回目のPCR産物を用いる以外は第1回目のPCRと同じ反応液組成とした。鋳型DNAとしては、第1回目のPCR産物の1μLを使用した。nested−PCRは、DNAサーマルサイクラー(Applied Biosystems 2720:Applied Biosystems社製)により、94℃3分予備加熱後、94℃30秒、55℃30秒、72℃30秒を30回のPCR反応を行い、72℃10分の伸張反応を行った。
実施例1の<3−2>と同様に、前記<3−1−2>で得られたPCR産物を配列解析
した。
前記<3−2>で得られた配列情報から、下記のように、分子系統解析を行った。得られたシークエンスデータはGENETYX Ver.10を用いて一本鎖化と編集を行いCLUSTAL
W によりアラインメント(相同性解析)を行った。系統樹はNJ法により作成して、ブートストラップ検定は1000回行った。
供試した70サンプルについて380bp〜400bpの配列をシークエンスすることが出来た。70サンプル中36サンプルは、明確に系統上の位置を決定することができ、少なくとも属まで同定することが可能であった。一方、残る34株についてはデータベースに該当しなかったり、形態と遺伝子の相関性が見られなかったりなどの分類学的な問題があり所属する系統学的位置を決定することができなかった。しかし、データベースの拡充や形態や遺伝子の関係性の知見を考慮して解析していくことで、小房子嚢菌の正確な分類が可能になることが示された。
Patellariales目:標本5839は形態観察でRhytidhysteron rufulvum(種)と推定されていたが、遺伝子解析でも同じく、Rhytidhysteron rufulvum(種)と同定できた。
Hysteriales目:標本5362は形態観察でHysterium angustatum(種)と推定されていたが、遺伝子解析でも同じく、Hysterium angustatum(種)と同定できた。
Botryosphaeriales目:標本5873、4690、5917、5875、5923、6511は、形態観察でBotryosphaeria 属とまで推定されていたが、遺伝子解析によって、Botryosphaeria dothidea(種)と同定できた。また、標本4691は、形態観察でLasiodiplodia 属と推定されていたが、遺伝子解析によって、Botryosphaeria dothidea(種)と同定できた。
Pleosporales目:まず、解析した25サンプルはPleosporales内のPleosporaceae、LeptosphaeriaceaeおよびPhaeosphaeriaceaeの3つの科に分類された。 Pleosporaceae科:標本2667は形態観察でPleospora属とまで推定されていたが、遺伝子解析によって、Pleospora ambigus(種)と同定できた。
Leptosphaeriaceae科: 形態観察で標本5367は科以上の推定ができず、標本2312および2215はL. dolioloides(種)、標本2686はL. artemisiae(種)と推定されていた。遺伝子解析によって、これらはLeptosphaeria biglobosa(種)と同一系統群を構成し相互に近縁関係にあることが分かったが、種レベルの統合はできなかった。該種の標準配列がデータベースにないため、最も近縁配列に分類されたと考える。なお、いずれもLeptosphaeria属に同定できたことから、正しく属に分類できることが確かめられた。
標本2144および5718は、形態観察でLeptosphaeria doliolum(種)と、標本5273は、形態観察でLeptosphaeria(属)と推定されていたが、遺伝子解析によって、L.pedicularis(種)と同定できた。Leptosphaeria doliolumとL.pedicularisは、形態観察による分類が非常に難しく、遺伝子解析によって、正確に分類できることが確かめられた。
Phaeospaeriaceae科:標本2145は、形態観察でPhaeosphaeria(属)と推定されていたが、遺伝子解析によって、P.nigrans(種)と同定できた。また、標本5347は、形態観察でPhaeosphaeria(属)と推定されていたが、遺伝子解析によって、P.eustoma(種)・P.ave
naria(種)・P.nodorum(種)の近縁であると同定できた。
また、形態観察で、以下の16サンプルは、Ophiobolus属と推定されていた。遺伝子解析により、標本2708、2401、6559は、Ophiosphaerella属と同定できた。Ophiobolus属とOphiosphaerella属は、形態観察による分類が難しく、遺伝子解析によって、正確に分類できることが確かめられた。
また、それ以外はOphiobolus属と同定できたが、更に新しい3つの系統グループに分かれることがわかった。
Ophiobolus sp.属グループI(標本43、7195、5381)
Ophiobolus sp.属グループII(標本2333、5353、5722、4739、5104、209)
Ophiobolus sp.属グループIII(標本2723、7072、6433、4753)
Ophiobolus属菌は、糸状で多隔壁を持ち、子嚢中に8本の胞子が束状に並ぶ形態的な特徴を有し、単系統の種で構成されていると考えられてきた。今回の標本からの分子系統解析によって、Ophiobolus属は単系統な属ではなく、多系統な系統群で構成されていることが示された。これは、標本からの遺伝子解析の成果と云える。
Claims (7)
- 小房子嚢菌を同定する方法であって、
(A)小房子嚢菌のDNAを調製する工程;
(B)前記工程(A)で調製されたDNAを鋳型として、小房子嚢菌の28S rDNA内の
小房子嚢菌の目に特異的なプライマーセットを用いたPCRによって、小房子嚢菌遺伝子を増幅する工程;及び、
(C)前記工程(B)で増幅された小房子嚢菌の遺伝子を遺伝子配列相同性解析又は分子系統解析する工程;
を含み、
前記小房子嚢菌の目に特異的なプライマーセットが、
(1)プレオスポラ目(Pleosporales)であれば、配列番号6で表される塩基配列からなるプライマー及び配列番号7で表される塩基配列からなるプライマーの組み合わせ;
(2)ボトリオスフェリア目(Botryosphaeriales)であれば、配列番号8で表される塩
基配列からなるプライマー及び配列番号9で表される塩基配列からなるプライマーの組み合わせ;
(3)モジカビ目(Hysteriales)であれば、配列番号10で表される塩基配列からなる
プライマー及び配列番号11で表される塩基配列からなるプライマーの組み合わせ;
(5)クロイボタケ目(Dothideales)であれば、配列番号14で表される塩基配列から
なるプライマー及び配列番号15で表される塩基配列からなるプライマーの組み合わせ、
から選ばれる少なくとも一種である、
小房子嚢菌を同定する方法。 - 前記工程(A)における、小房子嚢菌のDNAの調製を、
(a)小房子嚢菌の子実体を支持体に固定する工程;
(b)切削ビットを備えた回転工具により、前記工程(a)で固定された子実体を粉砕する工程;及び、
(c)前記工程(b)で粉砕された子実体からDNAを抽出する工程、
を含む、小房子嚢菌のDNAを調製する方法により行う、請求項1に記載の小房子嚢菌を同定する方法。 - 小房子嚢菌を同定する方法であって、
(A)小房子嚢菌のDNAを調製する工程;
(B)前記工程(A)で調製されたDNAを鋳型として、真菌の28S rDNA内の塩基配
列もしくはその相補的塩基配列を含む、真菌に共通なプライマーセットを用いた第1のP
CRによって小房子嚢菌の遺伝子を増幅する工程;
(C)前記工程(B)で調製されたDNAを鋳型として、小房子嚢菌の28S rDNA内の
小房子嚢菌の目に特異的なプライマーセットを用いた第2のPCRによって、小房子嚢菌遺伝子を増幅する工程;及び、
(D)前記工程(C)で増幅された小房子嚢菌の遺伝子を遺伝子配列相同性解析又は分子系統解析するする工程;を含み、
前記真菌に共通なプライマーセットは、少なくとも、小房子嚢菌の28S rDNA内
の、前記第2のPCRにより増幅される領域を増幅可能であり、
前記小房子嚢菌の目に特異的なプライマーセットが、
(1)プレオスポラ目(Pleosporales)であれば、配列番号6で表される塩基配列からなるプライマー及び配列番号7で表される塩基配列からなるプライマーの組み合わせ;
(2)ボトリオスフェリア目(Botryosphaeriales)であれば、配列番号8で表される塩
基配列からなるプライマー及び配列番号9で表される塩基配列からなるプライマーの組み合わせ;
(3)モジカビ目(Hysteriales)であれば、配列番号10で表される塩基配列からなる
プライマー及び配列番号11で表される塩基配列からなるプライマーの組み合わせ;
(5)クロイボタケ目(Dothideales)であれば、配列番号14で表される塩基配列から
なるプライマー及び配列番号15で表される塩基配列からなるプライマーの組み合わせ、
から選ばれる少なくとも一種である、
小房子嚢菌を同定する方法。 - 前記工程(A)における、小房子嚢菌のDNAの調製を、
(a)小房子嚢菌の子実体を支持体に固定する工程;
(b)切削ビットを備えた回転工具により、前記工程(a)で固定された子実体を粉砕する工程;及び、
(c)前記工程(b)で粉砕された子実体からDNAを抽出する工程、
を含む、小房子嚢菌のDNAを調製する方法により行う、
請求項3に記載の小房子嚢菌を同定する方法。 - 真菌に共通なプライマーセットが、配列番号2で表される塩基配列からなるプライマー及び配列番号3で表される塩基配列からなるプライマーの組み合わせ、又は、配列番号4で表される塩基配列からなるプライマー及び配列番号5で表される塩基配列からなるプライマーの組み合わせである、請求項3又は4に記載の小房子嚢菌を同定する方法。
- 小房子嚢菌を同定するためのキットであって、
小房子嚢菌の目に特異的なプライマーセットを含み、
前記小房子嚢菌の目に特異的なプライマーセットが、
(1)プレオスポラ目(Pleosporales)であれば、配列番号6で表される塩基配列からなるプライマー及び配列番号7で表される塩基配列からなるプライマーの組み合わせ;
(2)ボトリオスフェリア目(Botryosphaeriales)であれば、配列番号8で表される塩
基配列からなるプライマー及び配列番号9で表される塩基配列からなるプライマーの組み合わせ;
(3)モジカビ目(Hysteriales)であれば、配列番号10で表される塩基配列からなる
プライマー及び配列番号11で表される塩基配列の相補的塩基配列からなるプライマーの組み合わせ;
(5)クロイボタケ目(Dothideales)であれば、配列番号14で表される塩基配列から
なるプライマー及び配列番号15で表される塩基配列からなるプライマーの組み合わせ、
から選ばれる少なくとも一種である、
キット。 - 小房子嚢菌を同定するためのキットであって、
さらに真菌に共通なプライマーセットを含み、
前記真菌に共通なプライマーセットが、配列番号2で表される塩基配列からなるプライマー及び配列番号3で表される塩基配列からなるプライマーの組み合わせ、又は、配列番号4で表される塩基配列からなるプライマー及び配列番号5で表される塩基配列からなるプライマーの組み合わせ、である、
請求項6に記載のキット。
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