An attempt to develop a method for genome editing in parthenogenetic aphids to analyze the bacteriocyte symbiosis

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K15067
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Insect science
• Research Institution: Toyohashi University of Technology
• Principal Investigator: NAKABACHI Atsushi 豊橋技術科学大学, エレクトロニクス先端融合研究所, 准教授 (40332267)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: アブラムシ / 遺伝子機能解析 / RNA干渉 / 共生 / 菌細胞 / ブフネラ

Outline of Final Research Achievements

Aphids are notorious agricultural pests and also important models for various interesting biological phenomena. This study was planned to develop an effective method of CRISPR/Cas9-based genome editing in parthenogenetic aphids. Although this attempt did not work, we succeeded in improving the efficiency of RNA interference that targets genes potentially involved in the bacteriocyte symbiosis, observing phenotypic changes.

Free Research Field

進化学、共生生物学、昆虫学、微生物学、植物保護学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ゲノム解析やトランスクリプトーム解析などにより、多様な生命現象に関与すると推察されるアブラムシ遺伝子の知見は蓄積したものの、アブラムシではRNA干渉の効果が低く、遺伝子改変の系も存在せず、その機能解析の進展を妨げていた。先ごろ（2019年4月）有性生殖卵を用いたゲノム編集の成功例が報告され、今後の展開が見込まれるが、多くの時間と労力を要する煩雑な手法であるとの問題が残る。今回のRNA干渉効率の改善は、簡便で効果的な遺伝子機能解析を可能とし、選択性が高く安全な害虫防除法の開発など、アブラムシ研究の発展に寄与すると期待される。