2011 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Genetic bases for the evolution of complex adaptive traits |
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22128004
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
嶋田 透 東京大学, 農学生命科学研究科, 教授 (20202111)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
勝間 進 東京大学, 農学生命科学研究科, 准教授 (20378863)
大門 高明 独立行政法人農業生物資源研究所, 昆虫成長制御研究ユニット, 主任研究員 (70451846)
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| Keywords | 複合適応形質 / 共進化 / 比較ゲノム / トランスクリプトーム / 発現制御 |
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| Research Abstract |
カイコガ科におけるイチジク属食からクワ食への転換の遺伝子機構を解明するために、カイコの食性変異体の解析と、カイコガ科種間のトランスクリプトームの比較を行っている。カイコの食性変異体spliおよびBtは、いずれもクワ以外の餌を摂食する。しかも、どちらもカイコの性フェロモンであるボンビコールに対する応答性が低下し、正常なカイコが交尾行動を示さないボンビカールに強く誘引される。spli変異体ではボンビカール受容体mRNAの発現量は正常であったが、ボンビコール受容体mRNAの発現量は約1/1000に低下していた。これらから、spliは、ボンビコール受容体の転写を制御していることが明らかになった。spliのポジショナルクローニングを行った結果、原因遺伝子はショウジョウバエのacj6に相同な遺伝子であり、POUドメインとホメオドメインを持つ転写因子をコードすることが判明した。雄成虫触角、幼虫触角、および幼虫小顋のRNA-seqを、正常蚕とspli変異体の間で、それぞれ解析した。その結果、変異体では嗅覚受容体遺伝子や匂い物質結合タンパク質遺伝子などの発現が減少していた。
カイコ(クワ食)と同じカイコガ族(Bombycini)に属する3種、すなわちウスバクワコ(クワ食)、イチジクカサン(イチジク属食)、およびテンオビシロカサン(イチジク属食)について、中腸のトランスクリプトームをGAIIxを用いたRNA-seqによって大規模に解析した。オーソロガスな関係にある遺伝子に関してFPKM値による単純比較を行ったところ、予想通り、クワ食昆虫では糖類似アルカロイドに耐性をもつショ糖分解酵素Suc1の発現量が非クワ食昆虫と比較して高いことが分かった。したがって、クワへの適応には、この遺伝子の転写活性化が鍵となった可能性がある。合わせて、フェロモン腺のRNA-seqによる種間の比較も行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
カイコ食性変異体の原因遺伝子のクローニングに成功し、嗅覚の異常を伴うことなど新規な事実を明らかにした。また、食性の異なる異種間での中腸のトランスクリプトームの比較から、予想どおりスクラーゼ遺伝子の発現量がクワ食の種で増加していることを明らかにした。
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| Strategy for Future Research Activity |
カイコ食性変異体の原因遺伝子であるBmAcj6の機能解析、特に制御下にある発現変動遺伝子の研究を進める。また、食性の異なる異種間での中腸のトランスクリプトームの比較から見いだされた新規な二糖分解酵素遺伝子の機能解析を進める。
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[Journal Article] Molecular phylogeny, laboratory rearing, and karyotype of the bombycid moth, Trilocha varians.2012
Author(s)
Daimon, T., Yago, M., Hsu, Y.-F., Fujii, T., Nakajima, Y., Kokusho, T., Abe, H., Katsuma, S., and Shimada, T.
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Journal Title
J. Insect Sci.
Volume: 12
Pages: 49
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Sex-linked transcription factor involved in a shift of sex pheromone preference in the silkmoth, Bombyx mori.2011
Author(s)
Fujii, T., Fujii, T., Namiki, S., Abe, H., Sakurai, T., Ohnuma, A., Kanzaki, R., Katsuma, S., Ishikawa, Y., and Shimada, T.
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Journal Title
Proc. Natl. Acad. Sci. USA.
Volume: 108
Pages: 18038-18043
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Genetic studies on the relationship between the silkworm, Bombyx mori, and its host plant, mulberry.2011
Author(s)
Toru Shimada, Takaaki Daimon, Tsuguru Fujii, Yan Meng,Yuko Kato, Huabing Wang, Hiroaki Abe, Akio Onuma, Takashi Kiuchi, and Susumu Katsuma
Organizer
The 2nd International Symposium on Bombyx mori Functional Genomics and Modern Silk Road
Place of Presentation
西南大学・蚕学与系統生物学研究所 (中国)
Year and Date
20111022-20111023
Invited
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[Presentation] Genetic and genomic studies on the food habits of the silkworm.
Author(s)
Toru Shimada, Takaaki Daimon, Tsuguru Fujii, Yan Meng, Huabing Wang, Hiroaki Abe, Akio Onuma, Takashi Kiuchi, and Susumu Katsuma
Organizer
Special Lecture for the Silver Jubilee of the Department of Biotechnology (DBT), Ministry of Science & Technology, Indian Government.
Place of Presentation
Centre for DNA Fingerprinting and Diagnostics (インド )
Invited
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