共生系の季節適応：昆虫－微生物における共進化機構の解明

共生系统的季节适应：阐明昆虫-微生物共同进化机制

基本信息

批准号：
13J08758
负责人：
森山実
金额：
$ 3万
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：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J08758/
关键词：
共生細菌休眠体色季節適応昆虫内部共生温度耐性

项目摘要

昆虫の体色は適応度に直結する重要な形質である。体色の構成要素となる生体色素の合成にはチロシン・トリプトファンなどの必須アミノ酸やカロテノイドといった昆虫が自身で合成できない栄養素が必要であり、そのため、共生微生物による栄養補完が関与していると推測される。そこで、本年度は、チャバネアオカメムシ成虫における体色形成の分子生理機構の解明について、とりわけ、季節の変化に伴って可逆的に体色を変化させる現象の解明に着目して、研究を進めた。結果、カロテノイドに由来する黄色色素が通常繁殖期の個体が呈する鮮やかな緑色の体色に寄与していることを明らかとした。また、休眠に伴って誘導される茶色の体色は主にプテリジン系色素が表皮細胞に蓄積することで形成されることを解明した。さらに、RNAseqトランスクリプトーム解析をおこない、非休眠と休眠固体の表皮で発現する遺伝子を比較し、体色の変化を誘導する分子経路を推定した。その他、昆虫類に普遍的に感染しており、寄生的な共生細菌として知られるWolbachiaにおいて、リボフラビン（ビタミンB2）の合成能が広く保持されていること、およびその供給が宿主昆虫の適応度に貢献していることを証明し、Wolbachiaの相利共生者としての側面について理解を深めた。さらに、チロシン供給に特化したクロカタゾウムシ共生細菌の栄養生理学的解析、セミ類にみられる微生物の共生に特殊化した器官の組織学的解析、モンゼンイスアブラムシのゴール修復因子の生化学的解析など、昆虫-微生物相互作用に関わる課題の解明に携わった。

昆虫的体色是与健康直接相关的重要特征。作为体色成分的生物色素的合成需要昆虫自身无法合成的营养物质，例如酪氨酸、色氨酸等必需氨基酸以及类胡萝卜素，因此推测共生微生物的营养补充涉及。因此，今年我们开展了研究，以阐明成年德国绿蝽体颜色形成的分子生理机制，特别重点阐明体色随季节变化而发生可逆变化的现象。结果表明，源自类胡萝卜素的黄色素有助于个体在繁殖季节通常呈现出亮绿色的体色。我们还发现，滞育引起的棕色体色主要是由于表皮细胞中蝶啶色素的积累造成的。此外，我们进行了RNAseq转录组分析来比较非滞育和休眠个体表皮中表达的基因，并推断出诱导体色变化的分子途径。此外，通常感染昆虫并被称为寄生共生细菌的沃尔巴克氏体广泛保留了合成核黄素（维生素B2）的能力，其供应影响宿主昆虫的适应性，我们展示了我们对该领域的贡献并加深了我们的研究。了解沃尔巴克氏体的互利共生方面。此外，我们还对黑象鼻虫中专门提供酪氨酸的共生细菌进行了营养和生理分析，对蝉中专门用于微生物共生的器官进行了组织学分析，并对蚜虫中的胆修复因子进行了生化分析。阐明与昆虫-微生物相互作用相关的问题，包括分析。

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）

モンゼンイスアブラムシ兵隊が示すゴール修復の分子基盤と共生細菌ブフネラの関与

蚜虫显示瘿修复的分子基础和共生细菌 Buchnera 的参与

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kaiwa N;Hosokawa T;Nikoh N;Tanahashi M;Moriyama M;Meng XY;Maeda T;Yamaguchi K;Shigenobu S;Ito M;Fukatsu T;森山実・二橋亮・深津武馬;沓掛磨也子・森山実・深津武馬
通讯作者：
沓掛磨也子・森山実・深津武馬

Symbiont-Supplemented Maternal Investment Underpinning Host's Ecological Adaptation

DOI：
10.1016/j.cub.2014.08.065
发表时间：
2014-10-20
期刊：
CURRENT BIOLOGY
影响因子：
9.2
作者：
Kaiwa, Nahomi;Hosokawa, Takahiro;Fukatsu, Takema
通讯作者：
Fukatsu, Takema

Ecdysteroid promotes cell cycle progression in the Bombyx wing disc through activation of c-Myc

DOI：
10.1016/j.ibmb.2015.11.008
发表时间：
2016-03-01
期刊：
INSECT BIOCHEMISTRY AND MOLECULAR BIOLOGY
影响因子：
3.8
作者：
Moriyama, Minoru;Osanai, Kohji;Kawasaki, Hideki
通讯作者：
Kawasaki, Hideki

クヌギカメムシ卵塊ゼリーの組成および機能

臭虫卵块果冻的成分与功能

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yamano T.;Soh T.;Oki Y.;Uchiumi F.;Kishimoto H;森山実・松浦優・深津武馬;松浦優・棚橋薫彦・森山実・菊池義智・深津武馬;貝和奈穂美・細川貴弘・棚橋薫彦・森山実・深津武馬
通讯作者：
貝和奈穂美・細川貴弘・棚橋薫彦・森山実・深津武馬

共生細菌Nardonellaはチロシンの合成を介してクロカタゾウムシのクチクラ形成に関与する

共生细菌纳多氏菌通过酪氨酸的合成参与黑蜗牛角质层的形成。