Effects of dual infection on the infection dynamics of CI-inducing bacteria

• Project/Area Number: 23K05244
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 39040:Plant protection science-related
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 高野 俊一郎 九州大学, 農学研究院, 助教 (90725045)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2025: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2024: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: symbiont / coinfection / biological control

Outline of Research at the Start

節足動物の体内に共生し母系伝播する細菌は寄主の生殖を様々な形で操作する。その一つに、感染雌が雄と交尾した時、雄が感染しているかどうかにかかわらず卵はふ化するが、非感染雌が感染雄と交尾した時、感染雄は不妊雄となり、卵が孵化しないという現象がある。この現象は、細胞質不和合性（CI）と呼ばれ、感染雌は非感染雌に対し繁殖上有利となるため感染が広がる。しかし、複数種のCIを引き起こす細菌（CI細菌）が重複感染する場合、どのような感染拡大が起きるかはほとんど分かっていない。本研究では重複感染がCI細菌の感染の拡大へ及ぼす影響を、侵入害虫キムネクロナガハムシに重複感染する２種の細菌を用いて明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

野外でのハムシの感染状況を明らかにするため、2023年5月と11月に沖縄県宜野湾市にて野外調査を行った。その結果、野外にはWolbachia単独感染個体 (GW系統)、Mesenet単独感染個体 (GM系統)、重複感染個体(GMW系統)、無感染個体(GN系統)の４つの異なる感染状況の個体が存在すること、２度の調査でその割合は大きく変わらないことが明らかになった。また、寄主ハムシの遺伝的要因がCIに関与する可能性を検証するため、GW系統からGM系統への細菌のマイクロインジェクションを試みた。その結果、GM系統へWolbachiaを人工移植することに成功し、GM系統の寄主ハムシと遺伝的背景が同一のGMWm系統を得た。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

予定通り年２回の野外調査を実施した。また、マイクロインジェクションによる細菌の人工移植に成功し、今後移植個体を用いた交雑試験が実施可能となった。

Strategy for Future Research Activity

引き続き野外調査を実施し、感染状況の変化を明らかにする。また、マイクロインジェクションによる細菌の人工移植に成功したため、移植個体を用いた交雑試験を実施し、寄主ハムシの遺伝的要因がCIに与える影響を明らかにする。