昆虫の過変態の分子機構の解明

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K07797
• Research Institution: Minami Kyusyu University
• Principal Investigator: 新谷 喜紀 南九州大学, 環境園芸学部, 教授 (50389574)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 神村 学 国立研究開発法人農業生物資源研究所, その他部局等, 研究員 (60370649)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 過変態 / 遺伝子発現 / マメハンミョウ / 擬蛹 / 休眠 / 分子機構 / 蛹化 / 脱皮

Outline of Annual Research Achievements

昆虫の変態の遺伝子による制御機構はいくつかのモデル昆虫において知見が得られているだけである。昆虫の中には「過変態」という幼虫期に形を大きく変化させる様式の変態をするものがいる。この過変態の昆虫の分子機構を解明するために、過変態昆虫の1つであるマメハンミョウについてモデル昆虫を参考にしながら変態に関与していると考えられている遺伝子の発現を調べた。マメハンミョウは温度や光周期を調節することによって、一般の完全変態昆虫と同じように通常の幼虫から直接蛹化させたり、擬蛹という過変態特有のステージ（幼虫期の1ステージ）を経て蛹化させたり調節することが可能である。これらの2つの発育パターンの間で遺伝子の発現変動を比較して、擬蛹化のキーとなっている遺伝子や遺伝子発現カスケードを特定できると考えている。モデル昆虫において変態に関与していることが知られている転写調節遺伝子であるBr-C,Kr-h1,E93などをマメハンミョウについてクローニングを行い、2つの発育パターンにおける幼虫期における発現変動を調べた。その結果、直接蛹化する場合はモデル昆虫の蛹化時と似たような発現変動を示すが、擬蛹を経て蛹化する場合はこれとは異なる発現変動を示すものがあることが明らかとなった。また、擬蛹に特有の形態（硬い殻）の形成に関与していると考えられる甲殻類の殻と相同な遺伝子をクローニングした。今後は、このような擬蛹化と関与している可能性のある遺伝子をノックダウンした個体を作出し、その発育パターンや表現型を観察する。

Current Status of Research Progress

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

Reason

研究課題の進展に重要である遺伝子のクローニングや発現変動の解明が進んでいるため。

Strategy for Future Research Activity

クローニングしたり発現変動を調べて過変態と関係がありそうな遺伝子の候補が上がったので、その機能を確認するためにノックダウンを行う。

Causes of Carryover

研究補助員の雇用を行わずに研究を行ったことが次年度使用額が生じた理由である。

Expenditure Plan for Carryover Budget

昆虫の飼育や遺伝子発現解析などを行うことができる研究補助員の雇用に助成金を使用する予定である。