Evolutionary and developmental basis of host-symbiont interactions in seed bugs

种子虫宿主-共生体相互作用的进化和发育基础

基本信息

批准号：
17F17409
负责人：
徳田岳
金额：
$ 1.47万
依托单位：
University of the Ryukyus
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-11-10 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17F17409/
关键词：
昆虫寄生・共生菌細胞ナガカメムシ胚発生細胞内共生細菌

项目摘要

多くの昆虫種は体内に菌細胞という特殊な共生細胞を発達させ、細胞内に有益な微生物を保持するが、昆虫が共生微生物をいかにして取り込み、維持するのかについては理解が進んでいない。本研究では異なる発生経路を示す菌細胞をもつ２種のナガカメムシを対象として、宿主-共生細菌間の相互作用と菌細胞の発生学的基盤の解明を目指した。本年度は、ヒメナガカメムシにUbx-RNAiを施し、成虫の菌細胞に対する影響をFISH法と定量的PCR法で解析した。結果、Ubx-RNAi処理により8日後に菌細胞内の共生細菌の局在異常および存在量の減少が約３分の１の個体で見られた。ところが、各個体のRNAi効果のばらつきが大きく、対照区と比べて統計的に有意な差は見られなかったため技術の改善が望まれる。次に、前年度シーケンスした菌細胞と脂肪体のRNA-seqリードをTrinityでアセンブルした結果、36万個以上のcontigを得たが、細菌様配列が多く混入していたため、共生細菌由来の配列を特異的に除きアセンブル条件を最適化した上で、発現変動解析、遺伝子クラスタリング、アノテーションを進めている。この結果から有意な差を持つ遺伝子を抜き出し、RNAiを実施してUbx-RNAiと同じ影響があるか確認する予定である。次に、ウスイロヒラタナガメムシ共生細菌とセグロヒメナガカメムシ共生細菌のゲノムを解析し、それぞれ506kbp(CDS=410,rRNA=6,tRNA=33), 572kbp(CDS=501,rRNA=3,tRNA=38)の環状全長配列を得た。近縁細菌種との比較解析を行い、別途論文発表する予定である。他にも、本研究に関連した一報の論文を国際学術誌に発表した(Kuechler et al. 2019)。

许多昆虫物种发展出一种称为真菌细胞的特殊共生细胞，它们将有益微生物保留在体内，但昆虫如何吸收和维持共生微生物却知之甚少。在这项研究中，我们旨在阐明宿主和共生细菌之间的相互作用以及细菌细胞的发育基础，针对两种椿象，它们的细菌细胞表现出不同的发育途径。今年，我们将Ubx-RNAi应用于臭虫，并利用FISH和定量PCR方法分析了其对成体真菌细胞的影响。结果，经过 8 天的 Ubx-RNAi 治疗后，大约三分之一的个体观察到细菌细胞内共生细菌的异常定位和丰度下降。然而，每个个体的RNAi效果差异很大，与对照组相比没有观察到统计学上的显着差异，因此需要改进技术。接下来，利用Trinity对前一年测序的细菌细胞和脂肪体的RNA-seq read进行组装，得到了超过36万个contigs，但由于混入了很多类似细菌的序列，经过专门去除和优化后组装条件后，我们正在进行表达变异分析、基因聚类和注释。从这些结果中，我们计划提取具有显着差异的基因并进行RNAi，以确认它们是否具有与Ubx-RNAi相同的效果。接下来，我们分析了中华立碗藓和中华杆菌共生菌的基因组，发现506 kbp（CDS=410，rRNA=6，tRNA=33）和572 kbp（CDS=501，rRNA=3，tRNA= ），分别得到了38）的循环全长序列。我们计划与相关细菌物种进行比较分析并发表单独的论文。此外，与这项研究相关的论文发表在国际学术期刊上（Kuechler et al. 2019）。