ディクチオクロロプシス

ディクチオクロロプシス
科学的分類
クレード:	緑色植物
分割：	緑藻類
クラス：	トレボウキシオ藻類
注文：	ツチグリ目
家族：	トレボウキシア科
属:	ディクチョクロロプシス・ ガイトラー (1966)
種
ディクチオクロロプシス・レティキュラータ ディクチオクロロプシス・スプレンディダ 「ディクチオクロロプシス・アステロクロロイデス」

ディクチオクロロプシス属は、緑藻門に属する単細胞緑藻の属である。この属は、網目状の葉緑体を持つ自由生活性の藻類から成り、その形態は種によってわずかに異なり^{、 [1] [2] [3]}成熟すると必ずピレノイドが欠落する。 ^[3]ディクチオクロロプシスは無性生殖で、自家胞子を使って繁殖する。 ^[1]

以前は、形態学的に類似したSymbiochloris属の多くの種が誤ってこの分類群に分類されていました。これらの種は最近、分子DNA分析に基づいて再分類されました。^[3]

ディクチオクロロプシスは世界中の陸生環境に生息していますが^{[2] [4] [5] [6] [7] [8] 、}淡水環境でも生息し成長することができます。 ^{[1] [4]最近では、}バイオ燃料の生産のためにディクチオクロロプシスを培養する有望な研究が行われています。^[4]

ディクチオクロロプシスの学名はギリシャ語に由来し、類似の藻類の属であるディクチオクロロプシスを参照している。接尾辞「-opsis」は「ὄψις」または「opsis」に由来し、大まかに「外観」「光景」「眺め」と訳される。^[9]したがって、「ディクチオクロロプシス」はギリシャ語の語源から翻訳すると「ディクチオクロロプシスのような」を意味する。次に、接頭辞「dictyo」はギリシャ語の「δίκτυο」または「díktyo」に由来し、「ネットワーク」を意味する。^[10]これは、この属とディクチオクロロプシスに存在する網状の葉緑体に由来する。語尾の「-chloro-」は「χλωρός」または「chloros」に由来し、「緑色」を意味する^{[11] [12] 。}これは、藻類の色である 緑色の色素であるクロロフィルに由来する。

ディクチオクロロプシスは1966年にロータール・ガイトラーによって初めて属として同定され、自家胞子を使って繁殖する複雑な葉緑体を持つ単細胞の緑藻であると定義されました。ガイトラーの観察は完全ではなく、彼は新しい属を正しく定義したかどうか確信が持てなかったため、分類群をさらに定義するために他の科学者に補足的な観察を要請しました。^[13]

1980年代初頭、エリザベス・チェルマック＝ヴェスは、ガイトラーの定義を用いて、地衣類化した緑藻類のいくつかの種を同じ分類群に分類した。しかし、これらの藻類の中には遊走子や無胞子で繁殖するものもあり、^{[7] [14]}ガイトラーの観察とは一致しない。^{[3] [13]}

2014年、フランチェスコ・ダル・グランデはマイクロサテライトマーカーを使用して、以前に定義されたディクチオクロロプシス属が多系統であり、2つの異なる系統群を形成していることを発見しました。最初の系統群は、自家胞子を使用して繁殖する自由生活性藻類のみで構成されています。[2] 2番目の系統群には、遊走子または無胞子を使用して繁殖する自由生活性藻類に加えて地衣類化藻類が含まれています。^[ 2 ]両方の系統群^{の生物は類似した}形態とライフサイクルを持ち、^{[1] [3] [7] [8] [14]}  このため、当初は多系統のこの属に分類されました。 [ ^3]

2016年、パベル・スカロウドらは、18S rRNA遺伝子の系統解析データに基づいて、ディクチオクロロプシスの 地衣類化種をSymbiochloris属に移動しました。^[3]その結果、ディクチオクロロプシスは現在の単系統の意味に再定義されました。^[3]

ディクチオクロロプシスは生態学的に重要な藻類^[2]であり、着生植物として、または土壌中に生息することが最も一般的です。緑藻類門 の種は主に淡水生息地に生息しますが、^{[15]ディクチオ}クロロプシスは通常陸生環境に生息します。^{[1] [2] [3] [4] [7] [8] [13] [14]}この藻類は餌を食べず、光合成によってエネルギーを生成するため、光が当たる生息地にのみ生息します。^[15]

種はチェコ共和国、マレーシア、^[1]オーストリア、ドイツ、日本、^[3]パキスタン、^[4]ウクライナ^[5]インドネシア^[6]など、世界中の場所で発見され、培養されています。ディクチオクロロプシスが培養されている生息地には、土壌、 ^{[1] [4] [5]}樹皮、^{[1] [3] [6]}岩やコンクリートなどの硬い表面などがあります。^[3]

ディクチオクロロプシスは淡水環境でも生存し、成長することができます。^[4]ディクチオクロロプシスの培養は、単離されている場合、通常は栄養豊富な淡水環境で行われます。^{[1] [3] [4]}

ディクチオクロロプシス属は自由生活性の単細胞緑藻 です。細胞には鞭毛がなく、ライフサイクルのどの段階でも球形です。^[3]この属では、自家胞子からの若い細胞は直径6μmほどの小ささで、^{[1] [3] [4]最大の種は}繁殖前に直径50μmまで成長します。^[3]成熟した細胞は厚い粘液膜に囲まれていることがよくあります。葉緑体により、ディクチオクロロプシスの細胞は特徴的な緑色になります。 ^[3]

大きく網状の葉緑体は、この属を識別するための重要な特徴である。^{[2] [3]}個体発生のいくつかの段階で、葉緑体は平行配置の葉片を形成する。^{[1] [2] [3]}成熟すると、葉緑体はピレノイドを欠く。^[3]  葉緑体の形態は、同じライフサイクル段階のディクチオクロロプシス属のメンバー間で異なる場合があり、この属内の特定の種を識別するためによく使用される。^[3]たとえば、若いD. splendida細胞は壁葉緑体を持ち、若いD. asterochlorodies細胞は小惑星葉緑体を持つ。^[3]

ディクチオクロロプシス細胞は核を持たない。^{[1] [2] [3] [4]}  核は細胞の中心に位置し、多くの場合、葉緑体が核に近づいて取り囲んでいる。^[3]細胞が成長してクロロフィルを生成すると、大きな葉緑体を通して核を見ることが困難になることが多い。しかし、細胞腔の高い部分が透明な細胞質で満たされると、核が現れる。^{[1] [3]}

ディクチオクロロプシスは、 親細胞によく似た自家胞子によってのみ無性生殖する。^{[1] [2] [3]}種によって、繁殖するたびに4個から16個の自家胞子を生成する。 ^{[1] [3]自家}胞子による繁殖は、ディクチオクロロプシスを形態的に類似したシンビオクロリス分類群と区別する主な方法の1つである。^[3]

ディクチオクロロプシス細胞が繁殖の準備をしているとき、生成される自家胞子の数に応じて、核が最初に細胞内で分裂することがあります。細胞分裂前の核分裂の回数によって、生成される胞子の数が決まり、これは同じ種の個体間でも異なる場合があります。^{[1] [3]}次に、自家胞子が母細胞の粘液内で生成され、自家胞子嚢を形成します。胞子が形成されると、自家胞子嚢は種に応じて破裂または溶解して崩壊します。^[3]

ディクチオクロロプシス細胞が分裂する準備をするにつれ、葉緑体にいくつかの細胞内変化が起こる。^[1]葉緑体の小葉は広がり、細胞の端では密度が高く色が薄くなり、中央では緩く色が濃くなる。^{[1]この変化は、}チラコイドが内腔内で集まっていることを示す。最後に、葉緑体の小葉は核を取り囲む単一のよりコンパクトな顆粒構造に融合し、2つの部分に分裂する。^[1]母細胞が自家胞子に分裂すると、結果として生じる細胞のためにいくつかの葉緑体が生成されます。 ^[1]

生殖中、葉緑体は一時的に単層になります。その後、細胞が成長するにつれて、葉緑体は縦分裂を起こし、特徴的な層状の葉片を形成します。^[1]

藻類の培養は、成長速度が速く、必要な栄養が最小限であることから、バイオ燃料を生成する最も有望な分野の1つです。 ^[4]ディクチオクロロプシスは、バイオディーゼル、バイオエタノール、バイオ水素などのバイオ燃料を生産するための養殖の潜在的な候補と考えられてきました。^{[4]最適条件（BG11}増殖培地で20〜30°C ）で培養すると、ディクチオクロロプシスはバイオマス1グラムあたり21.8％のバイオディーゼル、175μmolのバイオ水素（mg chl a h−1）、および0.236 g L−1 h−1のバイオエタノールを生成します。 [4]興味深いことに、ディクチオクロロプシスは、グルコースありで培養するよりも、グルコースなしで培養した方が、より多くのバイオ水素を生成します。 [ ^{4 ]}