昆虫の保有する共生器官－菌細胞塊の発生過程および特異的に発現する遺伝子群の解析

昆虫拥有的共生器官——真菌细胞簇发育过程及特异表达基因分析

基本信息

批准号：
10J00282
负责人：
松浦優
金额：
$ 1.34万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

昆虫類は微生物との高度な共生関係をむすぶことにより新たな生物機能を獲得し、さまざまな環境や食物資源に適応していることがわかっている。そのような昆虫種の体内には共生微生物の維持のための特殊な共生器官が進化していることが知られている。中でも、昆虫の細胞内に共生細菌を維持する共生器官-「菌細胞塊」の分化・形成ついてはこれまで古典的な記載研究は行われていたものの、分子発生学的な解析が進んでおらず、その遺伝的基盤や発生学的な起源は未解明である。そこで本研究では、主にヒメナガカメムシの菌細胞塊を対象に、菌細胞塊に発現する遺伝子群を網羅的に解析する同時に、発生学的な解析を行うことで、昆虫類における共生器官の遺伝的基盤と進化発生学的な起源を解明することを目指した。本年度は、これまで取得した器官・形態形成を制御する転写因子群について、ヒメナガカメムシの共生器官形成に対する影響を検証するため、Dll、Ubx、abd-AについてRNAiによる発現抑制解析を行ったところ、胚発生時の菌細胞塊形成に顕著な影響がみられ、正常な菌細胞塊の形成が阻害された。さらに、in situハイブリダイゼーションの結果、菌細胞塊に特異的な発現を示す遺伝子が明らかとなり、その遺伝子が菌細胞塊形成の制御に関わることが示唆されだ。また、次世代シークエンサーで取得したヒメナガカメムシ成虫の菌細胞塊と中腸に由来する配列データのアセンブルおよび相同性、発現解析を行ったところ、上述の転写因子は成虫の菌細胞塊にも特異的に発現していることが明らかとなった。これらの成果は昆虫類の共生器官形成に関するきわめて新規性の高い知見であり、今後の当該分野の研究発展が期待される。加えて、ヒメナガカメムシ類の組織より検出された新規任意共生細菌について、他のカメムシ類195種への感染を調査したのち、微生物学的同定を行いこの細菌の暫定学名を提唱した。

已经发现，昆虫通过将高度共生关系与微生物联系起来并适应各种环境和食品资源来获得新的生物学功能。众所周知，维持共生微生物的特殊共生器官已经在这种昆虫物种的体内演变。其中，尽管已经进行了关于在昆虫细胞中维持共生细菌的分化和形成的古典研究，但分子胚胎学分析尚未进行，其遗传基础和胚胎学起源尚未澄清。因此，在这项研究中，我们旨在全面分析主要在臭虫中的细菌细胞质量中表达的基因，并进行胚胎学分析以阐明昆虫中共生器官的遗传基础，进化和胚胎起源。在今年，为了验证到目前为止控制器官和形态发生的转录因子的影响，我们对DLL，UBX和ABD-A表达抑制分析进行了基于RNAi的分析，对DLL，UBX和ABD-A与RNAi进行了抑制分析，并对细菌质量的形成在胚胎生成中产生了显着影响，在胚胎生成中产生了构成构成的细菌质量的形成。此外，原位杂交揭示了一种特有细菌细胞肿块的基因，这表明该基因参与细菌细胞质量形成的调节。此外，在组装时，对下一代测序仪获得的细菌细胞质量和成年臭虫的中肠的序列数据进行了同源性和表达分析，揭示了上述转录因子在成人臭虫的细菌细胞质量中也特异性表达。这些结果提供了有关昆虫共生器官形成的极其新颖的发现，预计将在该领域进行未来的研究。此外，在研究了在臭虫组织中检测到的其他195种新型共生细菌的臭虫感染后，微生物学鉴定并提出了该细菌的临时科学名称。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ヒメナガカメムシ類における菌細胞共生系の進化的起源

椿象中真菌细胞共生系统的进化起源

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
0
作者：
H.Takekata;Y.Matsuura;S.G.Goto;A.Satoh;H.Numata;松浦優・古賀隆一・孟憲英・鎌形洋一・深津武馬;松浦優・古賀隆一・孟憲英・鎌形洋一・深津武馬;松浦優・菊池義智・古賀隆一・細川貴弘・深津武馬;松浦優・菊池義智・古賀隆一・細川貴弘・深津武馬
通讯作者：
松浦優・菊池義智・古賀隆一・細川貴弘・深津武馬

Laccase2 is required for cuticular pigmentation in stinkbugs