2019 Fiscal Year Research-status Report
貝類養殖における害虫多毛類の誘引・着底・穿孔のメカニズムとその起源を探る
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19K15899
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| Research Institution | Iwate Medical University |
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Principal Investigator |
阿部 博和 岩手医科大学, 教養教育センター, 助教 (10784192)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | スピオ科 / 分子系統 / 18S rRNA / 28S rRNA / 16S rRNA / ミトゲノム / 遺伝子配置 / 穿孔性多毛類 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，貝類養殖における害虫多毛類（穿孔性多毛類）における「宿主に対する幼生の誘引・着底」と「穿孔」のメカニズムの解明と，そのような仕組みが発達してきた「進化的プロセス」の理解を目指すものである。今年度は，穿孔性の他，間隙性，共生性，埋在性など，多様な生活様式を示すスピオ科多毛類の分子系統解析を行うことで，穿孔性の獲得プロセスの推定を行った。17属62種のスピオ科多毛類から得られた18S，28S，16S rRNAの3つの遺伝子領域の塩基配列を用いたML法による分子系統解析の結果，10属では単系統性が支持され，いくつかの属では単系統性が疑われる結果となった。また，Spioninae亜科とその内群のPolydorini族の単系統性が支持された一方で，Nerininae亜科の単系統性は否定される結果となった。穿孔性や間隙性，共生性を示す種は，スピオ科の中で最も派生的なクレードに位置づけられたPolydorini族のみで見られたことから，埋在性の生活様式はスピオ科の中で祖先的な形質状態であると推定された。Polydorini族内では，より派生的な位置を占めるクレードで穿孔性種の割合が増加することから，Polydorini族内で間隙性や共生性など多様な生活様式が独立に複数回獲得されると同時に，徐々に穿孔という生活様式が獲得されていった事が示唆された。スピオ科の3属4種でミトゲノム全長解析を行った結果，スピオ科内でミトゲノムの遺伝子配置に変動が確認された。Nerininae亜科の種では環形動物の多くの系統で保存されているミトゲノムの遺伝子配置と一致したのに対し，Polydorini族の種ではそれとは大きく異なる遺伝子配置が発見されたことから，Polydorini族よりもNerininae亜科がより祖先的なグループであることが推定され，上述の分子系統解析と一致する結果が得られた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画通り，穿孔性，間隙性，共生性，埋在性などの多様な生活様式を示すスピオ科の複数種から18S，28S，16S rRNAの3つの遺伝子領域の塩基配列を取得し，分子系統解析によってスピオ科内の各分類群の系統関係について解析を行うとともに，穿孔性の獲得に至るプロセスが把握されたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
異なる生活様式を示すスピオ科の近縁種の幼生と成体を材料に，全転写産物（mRNA）の網羅的な発現量の定量比較（RNA-seq）を行うことで，幼生の誘引・着底に関わる嗅覚受容体と酸分泌タンパク質の探索を行う。
RNA-seqで特定された嗅覚受容体が実際に幼生の誘引・着底に機能することを明らかにするため，嗅覚受容体の阻害薬（Gタンパク質共役受容体の特定のサブタイプを特異的にブロックするアンタゴニスト）を着底期の幼生に曝露し，飼育容器内での宿主への着底行動や着底率の変化を実験的に調べる。また，RNA-seqで特定された酸分泌タンパク質のアミノ酸配列をもとに作製した抗体を用いたウェスタンブロットとWhole mount 免疫染色によって，異なる生活様式を示す種間で酸分泌タンパク質の発現量と生体内局在を比較し，穿孔への関与の妥当性の検証を行う。
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| Causes of Carryover |
2019年度はスピオ科多毛類の分子系統解析において多数の種の遺伝子解析を行う必要があることに加え，必要な遺伝子領域を増幅するためのPCRの適切な条件検討に予想以上の試行錯誤が必要であったため，研究費の前倒し支払請求を行った。しかし，2019年度中に解析しきれなかった部分が残ってしまったため，2020年度にはより信頼性の高い網羅的な分子系統解析結果を得るための追加解析を行うために次年度使用額を使用する計画である。2020年度請求分の助成金は，当初の研究計画通り幼生の誘引・着底に関わる嗅覚受容体と酸分泌タンパク質の探索を行うため，RNA-seqによる全転写産物（mRNA）の網羅的な発現量の定量比較解析に使用する予定である。
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[Journal Article] Clarifying the cryptogenic species Polydora neocaeca (Annelida: Spionidae): a shell-boring invasive pest of molluscs from locations worldwide2020
Author(s)
Malan, A., Williams, J.D., Abe, H., Sato-Okoshi, W., Matthee, C.A., Simon, C.A.
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Journal Title
Marine Biodiversity
Volume: In press
Pages: －
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] A novel symbiotic relationship between ascidians and an undescribed tunic-boring polychaete (Annelida: Spionidae: Polydora)2019
Author(s)
Abe, H, Yamada, K, Hoshino, O, Ogino, T, Kawaida, S, Sato-Okoshi, W
Organizer
13th International Polychaete Conference
Int'l Joint Research
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