Genome evolution and diversification of obligate symbiotic bacteria in insects: tracking survey of field populations

昆虫专性共生细菌的基因组进化和多样化：野外种群跟踪调查

• 批准号: 19K22458
• 负责人: 細川 貴弘
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-06-28 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K22458/
• 关键词: 共生微生物の置換; 共生微生物の種内多型; 南西諸島; 共生; カメムシ; 細菌; 野外集団; 相利共生

生存に共生微生物が必須である昆虫は多い。昆虫類における必須共生微生物のユニークな点は宿主のメス親から子へ伝えられる垂直伝播が広く一般的に見られる ことである。 垂直伝播ではメス親が持つ共生微生物のごく一部だけが子に伝えられるので、共生微生物集団に強いボトルネック効果が繰り返しはたらき、これ によって共生微生物のゲノムでは弱有害突然変異の蓄積とサイズの縮小が促進されると考えられている。一方、垂直伝播によって維持されている共生微生物が まったく別の微生物にすり替わる「置換」の報告も少なくない。これらの二つは共生微生物におけるゲノム進化と多様化の主要メカニズムと考えられているが、 これまでの知見は分子進化解析・ゲノム解析・分子系統解析からの推測であり、野外集団の追跡調査による直接的な証拠はなかった。本研究の目的は、共生微生 物における弱有害突然変異の蓄積・ゲノム縮小・置換を野外集団の追跡調査によって実証することである。2022年度は遅れていたチャバネアオカメムシの野外採集をすべて終え、加えて各島のミヤコキンカメムシの採集のおこなった。これらの採集個体の共生細菌をタイピングすることによって現在の各島の共生細菌頻度を明らかにし、10年前のデータが存在するチャバネアオカメムシにおいては10年前と現在の比較をおこなった。来年度に各共生細菌のゲノムシーケンスとゲノム構造比較をおこなうべくゲノムDNAの調製までを済ませている。

许多昆虫需要共生微生物才能生存。昆虫中必不可少的微生物的独特点是，可以广泛看到可以从宿主的女父母传达给孩子的垂直传播。 在垂直传播中，只能将女性父母中共生微生物的一部分传播给孩子，因此在共生微生物组中具有很强的瓶颈效应反复重复，这允许共生微生物的基因组积累和减少并减少和减少和减少并降低和降低。大小。另一方面，有许多关于“取代”的报道，其中通过垂直传播维持的共生微生物被替换为完全不同的微生物。这两种被认为是共生微生物中基因组进化和多样化的主要机制，但是到目前为止，知识是从分子进化分析，基因组分析和分子分析的猜测，也没有直接的室外跟踪调查。证据。这项研究的目的是通过跟踪室外组来证明共生微生物中弱有害突变的积累，基因组减少和替代。在2022年，我们完成了延迟的Chabane Bolk Bugs的所有户外聚会，除了在每个岛上收集Miyakokin臭虫。通过键入这些聚集的个体的共生细菌，阐明了当前岛屿的当前共生细菌频率，并且目前的比较是10年前在10年前的Chabane Okamushi中进行的。明年，我们已经完成了基因组DNA的制备，以比较每个公共细菌的基因组序列和基因组结构比较。

项目成果

Relevance of microbial symbiosis to insect behavior

• DOI: 10.1016/j.cois.2020.03.004
• 发表时间: 2020-06-01
• 期刊: CURRENT OPINION IN INSECT SCIENCE
• 影响因子: 5.3
• 作者: Hosokawa, Takahiro;Fukatsu, Takema
• 通讯作者: Fukatsu, Takema

ツチカメムシ類（Macroscytus属）は腸内共生細菌を垂直伝播するか？

臭虫（Macroscytus 属）是否垂直传播肠道共生细菌？

• 发表时间: 2020
• 作者: 渡邊修人;細川貴弘
• 通讯作者: 細川貴弘

カメムシ類と腸内細菌の共生システム

臭虫和肠道细菌之间的共生系统

• 发表时间: 2023
• 作者: Sada Ryota;Kimura Hirokazu;Fukata Yuko;Fukata Masaki;Yamamoto Hideki;Kikuchi Akira;Takanori Takebe;野澤昌文;深澤遊;細川貴弘
• 通讯作者: 細川貴弘

ツチカメムシMacroscytus japonensis における成長に必須な共生細菌の環境獲得

环境中获取对日本臭虫生长至关重要的共生细菌

• 发表时间: 2023
• 作者: Yoshihiko Tanimoto;Miyoko Inoue;Kana Komatsu;Atsuyuki Odani;Takayuki Wada;Eriko Kage-Nakadai;Yoshikazu Nishikawa;佐藤伶圭，小川雅文，小川佳孝，初見真知子，野澤 昌文;Takanori Takebe;中脇琢磨・渡邊修人・細川貴弘
• 通讯作者: 中脇琢磨・渡邊修人・細川貴弘

チャバネアオカメムシの共生細菌はなぜ南西諸島集団だけで多様化したのか？

为什么德国绿蝽的共生细菌只在南西群岛种群中多样化？

• 发表时间: 2022
• 作者: Ryosuke Kimbara;Nanako Isaka;Ryo Matsuzaki;Hiroko;Kawai-Toyooka;Masanobu Kawachi;Hisayoshi Nozaki;中脇琢磨・渡邊修人・細川貴弘
• 通讯作者: 中脇琢磨・渡邊修人・細川貴弘