ハムシ類の水生植物利用への進化における腸内微生物群集の役割

肠道微生物群落在马铃薯甲虫利用水生植物进化中的作用

• 批准号: 16J40021
• 负责人: 池田(福森) 香代子
• 金额: $ 2.08万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J40021/
• 关键词: ハムシ; 共生細菌; ゲノム解読; 分子系統解析; ゲノム決定; 共進化; 多様性; カメノコハムシ亜科; ブドウサルハムシ; FISH法; 系統解析; ガンマプロテオバクテリア

ジンガサハムシの成長に伴う共生細菌の獲得過程を明らかにするための実験を行った。本種の卵塊を観察したところ、卵の前端に共生細菌が詰まった卵キャップが付着しており、幼虫が卵の前端を食い破って孵化するときに共生細菌を体内に獲得すると考えられた。卵から孵化直後の1齢幼虫を解剖したところ、成虫と同様に、前腸と中腸の境界部に4つの共生器官がすでに形成されていた。1齢～4齢幼虫、蛹、成虫における共生細菌の局在をFISH法により可視化したところ、1齢幼虫は孵化後1時間以内の極めて短い間に共生器官内に共生細菌を獲得していることを確認した。熱帯アジアを中心に分布するヨツモンカメノコハムシの九州以北への侵入経路を明らかにするために、日本国内およびアジア地域で採取された個体における宿主と共生細菌の塩基配列を解析した。ハムシと共生細菌それぞれにおいて3つの遺伝子領域の塩基配列を解析した結果、福岡県で採取された個体の宿主と共生細菌の塩基配列は、中国や沖縄などで採取された個体の塩基配列と大きく異なっており、系統関係も離れていた。これより、福岡県に分布する個体は沖縄や南西諸島などの日本由来ではない可能性が示唆された。水域に生息し、幼虫は水中で植物の根から汁を吸い、成虫は陸上で葉を食べるネクイハムシ類の共生細菌のゲノム解読と機能解析を行った。その結果、共生細菌ゲノムの機能は、植物の汁に不足しているタンパク質の合成に必要な必須アミノ酸などの栄養素供給と、植物の細胞壁の消化に必要なペクチン分解酵素の生産に特化していることを解明した。

我们进行了一项实验，以阐明伴随天牛生长的共生细菌的获取过程。在观察该物种的卵块时，发现卵的前端附有一个充满共生细菌的卵盖，认为幼虫是通过咬住前端而将共生细菌带入体内的。蛋的末端和孵化。当第一龄幼虫从卵中孵化出来后立即进行解剖时，发现与成虫一样，在前肠和中肠的边界处已经形成了四个共生器官。使用 FISH 对 1 至 4 龄幼虫、蛹和成虫中共生细菌的定位进行可视化显示，1 龄幼虫在极短的时间内（孵化后 1 小时内）在其共生器官中获得了共生细菌。为了弄清楚主要分布在亚洲热带地区的日本甲虫入侵九州以北地区的途径，我们对在日本和亚洲收集的个体的宿主和共生细菌的核苷酸序列进行了分析。对每种马铃薯甲虫和共生菌的三个基因区域的碱基序列进行分析的结果发现，在福冈县收集的个体的宿主和共生菌的碱基序列与在日本收集的个体的碱基序列显着不同。中国、冲绳等，系统发育关系相距甚远。这表明分布在福冈县的个体可能并非起源于日本，例如冲绳或南西群岛。我们解码了基因组并分析了叶甲虫共生细菌的功能，叶甲虫生活在水体中，幼虫在水下吸取植物根部的汁液，成虫以陆地上的叶子为食。因此，我发现，共生细菌基因组的功能专门提供合成植物汁液中缺乏的蛋白质所需的必需氨基酸等营养物质，并产生消化植物细胞壁所需的果胶降解酶。

项目成果

カメノコハムシ類がもつ共生細菌の多様性と二者間の共進化関係を探る

探索龟甲虫共生细菌的多样性及其之间的共同进化关系

• 发表时间: 2017
• 作者: Yuki Tamura;Yutaka Matsunaga;Yu Kitaoka;Daisuke Hoshino;Hideo Hatta;棚橋薫彦，川上華子，朱雪※，蔡正隆，渡邉花奈，深津武馬，久保田耕平（※は女へんに交）;福森 香代子，古賀 隆一，篠原 忠，棚橋 薫彦，池田 紘士，深津 武馬
• 通讯作者: 福森 香代子，古賀 隆一，篠原 忠，棚橋 薫彦，池田 紘士，深津 武馬

遺伝子・多様性・循環の科学「テクニカルノート２ 生態系・群集生態学的解析法」

基因、多样性和循环科学《技术说明2：生态系统/群落生态分析方法》

• 发表时间: 2019
• 作者: 門脇 浩明;立木 佑弥
• 通讯作者: 立木 佑弥

Incorporating species population dynamics into static prioritization: Targeting species undergoing rapid change

将物种种群动态纳入静态优先级排序：针对正在快速变化的物种

• DOI: 10.1111/1365-2664.13291
• 发表时间: 2018
• 期刊: Journal of Applied Ecology
• 影响因子: 5.7
• 作者: Fukumori Kayoko;Ishida Shinya;Shimoda Michiko;Takenaka Akio;Akasaka Munemitsu;Nishihiro Jun;Takamura Noriko;Kadoya Taku
• 通讯作者: Kadoya Taku

Host-symbiont co-speciation in gut symbiotic bacteria of Cassidinae leaf beetles (Coleoptera: Chrysomelidae)

Cassidinae 叶甲虫（鞘翅目：叶甲科）肠道共生细菌中的宿主共生共物种

• 发表时间: 2017
• 作者: Kayoko Fukumori;Ryuichi Koga;Tadashi Shinohara;Masahiko Tanahashi;Hiroshi Ikeda;Takema Fukatsu
• 通讯作者: Takema Fukatsu