Investigation of the adaptive significance and molecular mechanisms of sex manipulation by virus

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K15855
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 39050:Insect science-related
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization
• Principal Investigator: Nagamine Keisuke 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, JSPS 特別研究員 (20817548)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 昆虫 / 共生微生物 / ウイルス / オス殺し / ハスモンヨトウ

Outline of Final Research Achievements

Various symbiotic bacteria exist in insects, and some of them are known to manipulate the sex of their host to produce only female offspring (all-female trait).
In this project, by analyzing the all-female trait found in Spodoptera litura, we identified a virus (all-female virus), not a symbiotic bacterium, as the causal factor of all-female trait, and identified that the mechanism of all-female trait is "male-killing" which kills only male host. Genome analysis revealed that all-female virus posses RNA genome consisting of five segments. Furthermore, the phylogenetic analysis show that all-female virus is close to the order Tolivirales, to which plant viruses mainly belong.

Free Research Field

昆虫学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ウイルスゲノムは多様性に富むため，かつては新規ウイルスの発見・解析に多大な労力と専門性が要求された．近年，次世代シーケンス技術の発展に伴い，ウイルスの探索やゲノム解析が容易になり，昆虫の潜在ウイルスが無数に見つかるようになった．しかしながら，新規ウイルスの生物学的・ウイルス学的解析には依然として定石の解析は確立されておらず，ケースバイケースな対応が必要になってくる．今後，全メスウイルスのような性操作ウイルスも多く発見されることが予想される．本課題で築いたウイルスおよび宿主に関する研究基盤が，さまざまな新規宿主性操作ウイルスの発見，性操作の至近要因・究極要因の解明に貢献できると期待している．