Source-sink switching mechanism in insect galls

昆虫瘿中的源库转换机制

基本信息

批准号：
21K06234
负责人：
武田征士
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kyoto Prefectural University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

令和4年度は、①ヨモギ虫こぶ内での時空間的な遺伝子発現パターンの把握、②虫こぶで高発現するMADS遺伝子(AiAGAMOUS/AiAG)の相互作用因子探索、③マイクロCTスキャンによる虫こぶ形成の詳細な形成機構の解明を試みた。①については、AiAGをクローニングしたベクターからRNAプローブを作成し、虫こぶサンプルについてin situ hybridizationを行ったが、クリアなシグナルは得られなかった。コントロール実験より、手法に間違いが無いことから、虫こぶという特殊なサンプルではin situ hybridizationのシグナルが得にくい可能性が考えられた。切片組織観察から、虫こぶ内細胞が予想に反して高度に液胞化していることが分かり、これが原因のひとつと考えられる。②については、Yeast Two Hybridスクリーニングにむけて、虫こぶ発現遺伝子のライブラリーの作成を何度も試みたが、酵母菌株の生育不良により、ライブラリー作成には至ることができなかった。③については、4種類のヨモギ虫こぶ（葉2種類、茎2種類）のイメージング結果を詳細に観察し、虫こぶ中にある虫室と維管束のつながりに一定パターンがあることが分かった。すなわち、葉にできる2種類（エボシ、ケタマ）では、ホスト植物と虫室の間に細い維管束が新たに形成されているが、茎にできる2種類（クキワタ、クキコブ）では、ホスト植物の維管束上に直接虫室があるようなパターンであった。作られる組織によって、維管束形成やホスト維管束の使い方が異なっていることが示唆され、同じホスト植物での虫こぶ形態の多様性を生みだすメカニズムのひとつとなっていると考えられる。

在 2020 财年，我们将：1) 了解艾瘿内的时空基因表达模式，2) 寻找在艾瘿中高表达的 MADS 基因 (AiAGAMOUS/AiAG) 的相互作用因子，3) 使用微型 CT 扫描检查艾瘿我们试图阐明详细的形成机制。对于①，从克隆了AiAG的载体制作RNA探针，对胆汁样品进行原位杂交，但没有得到明确的信号。由于与对照实验相比该方法没有误差，因此认为对于特殊样品如瘿进行原位杂交可能难以获得信号。组织切片观察发现，瘿内的细胞与预期相反，呈高度空泡化，这被认为是原因之一。关于②，我们多次尝试建立瘿中表达的基因文库，用于酵母二杂交筛选，但由于酵母菌株生长不良，我们无法建立文库。对于③，我们仔细观察了四种艾瘿（两种叶、两种茎）的成像结果，发现艾瘿内虫室与维管束的连接存在一定的模式。换句话说，在叶上生长的两种类型（Eboshi和Ketama）中，寄主植物和虫室之间新形成细维管束，但在茎上生长的两种类型（Kukiwata和Kukikobu）中，寄主植物和虫室之间新形成细维管束。植物的维管束是新形成的，昆虫室直接位于管束上。这表明维管束的形成和宿主维管束的利用根据产生的组织而不同，并且这被认为是在同一宿主植物上产生瘿形态多样性的机制之一。