昆虫共生器官の形態形成機構および進化発生的起源の解明

阐明昆虫共生器官的形态发生机制和进化发育起源

基本信息

批准号：
20J21460
负责人：
大石紗友美
金额：
$ 2.18万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は主に以下の３点について研究を進行した。１，内臓筋による盲嚢配置機構：チャバネアオカメムシ成虫の共生器官は、主管の周りに細菌の詰まった盲嚢が4列に配置する特徴的な構造を示す。前年度までの研究により、内臓筋が盲嚢の配置を規定する可能性が示唆された。本年度はそれらの成果をまとめてmBioに論文投稿し、受理された。２，変態関連遺伝子による共生器官の形態と機能変化：チャバネアオカメムシの共生器官は、幼虫から成虫になる過程でダイナミックな形態変化を呈する。前年度までの研究により、その形態変化は変態関連遺伝子によって制御されることが示された。また、カメムシを標的とした遺伝子発現解析の結果から、形態変化に伴い食物の消化に関わる機能も変化することが示唆された。本年度は、共生細菌の遺伝子発現に注目したところ、成虫体内ではメチオニンやシステインといった含硫アミノ酸の合成が盛んになっていることが明らかになった。特にシステインは、雌成虫が盛んに産生する卵の卵殻部分の主要構成アミノ酸であることが判明した。それらの結果より、カメムシの成長および変態に伴い、共生器官のみならず共生細菌の機能も変化して、カメムシの繁殖を支えている可能性が示唆された。以上の成果は論文投稿中である。３，共生細菌の分解吸収制御機構：前年度までの研究により、Hox遺伝子labialが共生器官直前に位置するM4bで特異的に発現し、共生細菌の消化のための遺伝子発現制御をおこない、カメムシの成長に必要な栄養獲得に関与する可能性が示唆された。本年度は細菌消化により獲得される栄養素の同定と論文執筆に注力した。

今年，我们主要对以下三个点进行了研究：1。内脏肌肉将盲囊放置的机理：成年德国臭虫的共生器官表现出独特的结构，其中包含细菌的盲囊在主要管子周围放置四行。直到上一年的研究表明，内脏肌肉可以定义盲囊的位置。今年，我们向MBIO提交了论文并收到了论文。 2。由于变质相关的基因而引起的共生器官的形态和功能变化：德国臭虫的共生器官在从幼虫到成年人的移动时表现出动态的形态变化。直到上一年的研究表明，形态学变化受变质基因的调节。此外，针对臭虫的基因表达分析的结果表明，与食物消化有关的功能也随形态的变化而变化。今年，当我们专注于共生细菌中的基因表达时，发现含硫氨基酸（如蛋氨酸和半胱氨酸）的合成在成人体内变得越来越普遍。特别是发现半胱氨酸是卵子蛋壳部分的主要成分氨基酸，该氨基酸是由雌性成年人积极产生的。这些结果表明，随着臭虫的生长和变形，不仅是共生器官的功能，而且共生细菌的功能可能会发生变化，从而支持臭虫的繁殖。上述结果当前正在提交。 3。共生细菌的降解和吸收调节机制：直到上一年的研究表明，HOX基因唇cliakial在M4B中专门表达，位于共生器官之前的M4B中，并控制了共生细菌消化的基因表达，并参与了营养习惯的增长，以实现Stertritional Acciention nistriention nist stertins stort inst inst inst inst ins inst ins ins inst ins ins ins ins ins in nInk bugs。今年，我们专注于通过细菌消化和撰写论文获得的营养。