オウトウショウジョウバエの特異な産卵基質選好性の遺伝基盤とその進化機構

果蝇独特产卵基质偏好的遗传基础及其进化机制

• 批准号: 21J12473
• 负责人: 佐藤 愛莉
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J12473/
• 关键词: 産卵選好性; オウトウショウジョウバエ; 共生細菌; 酢酸菌; 行動進化; CRISPR/Cas9システム; ショウジョウバエ

産卵場所の選択は次世代の生育環境を決定する重要なプロセスのひとつである。本研究は、発酵した果実に産卵する多くのショウジョウバエと異なり、新鮮な果実にも産卵できるオウトウショウジョウバエを用いて、産卵基質選好性の変化に関与した遺伝基盤とその進化過程を明らかにすることを目的としている。令和4年度は、オウトウショウジョウバエで特異にみられる酢酸菌に対する産卵選好性が変化した時期を推測するため、オウトウショウジョウバエに最も近縁なニセオウトウショウジョウバエを加えた4種のショウジョウバエの複数の系統を用いて、単一の酢酸菌に対する選好性を産卵時、摂食時を区別する方法で調査した。その結果、酢酸菌の種類によっても選好性の程度が異なること、また、オウトウショウジョウバエとニセオウトウショウジョウバエの選好性の程度はそれぞれ系統間で異なるが、摂食時の好みは2種の近縁種であるフタトゲアシショウジョウバエやキイロショウジョウバエとも類似することが明らかになった。よって、オウトウショウジョウバエでみられる酢酸菌への選好性の減少は、摂食時の選好性とは独立して進化したことが示唆された。本成果は論文としてとりまとめ、国際誌に投稿した。また、令和3年度には蛹期と羽化直後のメスの産卵管付近をサンプルとしたRNA-seqの発現量比較解析を行い、2種で有意に発現量の異なる受容体遺伝子に着目して、産卵選好性への関与が期待される候補遺伝子を選定していた。そこで、令和4年度ではこの候補遺伝子の機能を検証するための候補遺伝子のノックアウト系統の作成をCRISPR/Cas9システムを用いて試み、オウトウショウジョウバエとニセオウトウショウジョウバエにおいてそれぞれノックアウト系統を樹立することができた。

产卵地点的选择是决定下一代栖息地的重要过程之一。本研究旨在利用黑腹果蝇阐明产卵底物偏好变化所涉及的遗传基础和进化过程，黑腹果蝇可以在新鲜水果上产卵，这与大多数在发酵水果上产卵的果蝇不同。 2020财年，为了估计果蝇特有的醋酸菌的产卵偏好何时发生变化，我们利用这一点对包括黑腹果蝇在内的四种果蝇物种的多个菌株进行了研究。方法中，我们通过区分产卵和摄食来研究对单一乙酸细菌的偏好。结果，我们发现，偏好程度根据醋酸菌的类型而不同，果蝇和果蝇菌株之间的偏好程度不同，但在密切相关的果蝇物种之间，摄食期间的偏好是不同的据透露，该物种也与果蝇和果蝇相似。这些结果表明，在黑腹果蝇中观察到的对醋酸菌偏好的降低与摄食偏好无关。结果被总结为一篇论文并提交给国际期刊。此外，在2021财年，我们使用雌性在蛹期和羽化后产卵器附近的样本进行了RNA-seq表达水平的比较分析，重点关注了他们选择的两个物种之间表达水平显着不同的受体基因。预计与产卵偏好有关的候选基因。因此，在2020财年，我们尝试使用CRISPR/Cas9系统创建该候选基因的敲除菌株，以验证其功能，并能够在果蝇和果蝇Ta中建立敲除菌株。

项目成果

オウトウショウジョウバエはどのように産卵基質上の微生物を受容し忌避するのか？

果蝇如何接受和排斥产卵基质上的微生物？

• 发表时间: 2021
• 作者: 佐藤愛莉

オウトウショウジョウバエはどのように産卵基質上の微生物を受容し忌避するのか？

果蝇如何接受和排斥产卵基质上的微生物？

• 发表时间: 2021
• 作者: 佐藤愛莉

Effect of acetic acid bacteria colonization on oviposition and feeding site choice in Drosophila suzukii and its related species

醋酸菌定植对铃木果蝇及其近缘种产卵和取食地点选择的影响

• DOI: 10.1101/2023.03.20.533419
• 发表时间: 2023
• 作者: Airi Sato;Joanne Y. Yew;Aya Takahashi
• 通讯作者: Aya Takahashi

新鮮な果実を好むショウジョウバエ：産卵場所の好みはどのように変化したのか？

果蝇更喜欢新鲜水果：它对产卵地的偏好发生了怎样的变化？

• 发表时间: 2022
• 作者: 佐藤愛莉;髙橋文
• 通讯作者: 髙橋文