2022 Fiscal Year Research-status Report
Genetic background related to a saltatorial divergence of sex pheromone communication in mealybugs with an unusual genome system, paternal genome elimination
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21K05628
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
田端 純 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 植物防疫研究部門, 上級研究員 (20391211)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | フェロモン / モノテルペン / 遺伝 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ミカンコナカイガラムシＰｌａｎｏｃｏｃｃｕｓ ｃｉｔｒｉのフェロモンはシクロブタン環を含むモノテルペノイドであるのに対し、近縁種のニセミカンコナカイガラムシＰ． ｍｉｎｏｒのフェロモンはこの環状構造が開裂したラバンズロール様の骨格を持つ。前年度までに、これらの交雑体は両方のフェロモン成分を生産し、その生合成はひとつの主要遺伝子により制御されることが示された。今年度は、両方のフェロモン成分を生産する交雑個体を選抜し、ニセミカンコナカイガラムシと戻し交雑することを10世代以上繰り返した。この戻し交雑においては、両方のフェロモン成分を生産する個体と非環状のフェロモン成分のみを生産する個体が必ず現れた。10世代以上の選抜により、これらの戻し交雑個体のゲノムは、フェロモン生産性に関する遺伝子を除き、９９％以上がニセミカンヒメコナカイガラのものに置換されていると考えられる。
そこで、これらの交雑個体のフェロモン成分をガスクロマトグラフィーで測定するとともに、フェロモン生産時に発現している全ＲＮＡを抽出し、次世代シーケンス技術を用いたトランスクリプトーム解析を実施した。フェロモン生産性の異なる交雑個体間での発現量が異なるリードをスクリーニングすることにより、フェロモン生産性に関与する遺伝子の候補を選定することができると考えられる。また、フェロモン前駆体および関連成分として、様々なシクロブタン環を含むモノテルペンアルコール等を合成し、生化学実験に必要とされる標準物質を作成した。
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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
実験材料であるミカンコナカイガラムシおよびニセミカンコナカイガラムシ、またその交雑体の累代飼育は予定通り進められており、分子生物学・生化学実験にいつでも供試できる体制が整っている。また、遺伝子解析等も研究代表者所属機関の高度分析研究センターが管理するサーバー等を利用することで常時実施可能であり、すでに解析の準備を進めていることから、おおむね順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
ミカンコナカイガラムシおよびニセミカンコナカイガラムシのフェロモン構造の分化の分子基盤の解明を目指し、これらの候補遺伝子の全長配列の決定、詳細な遺伝子発現解析、機能解析等を実施する。
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| Causes of Carryover |
（理由）
感染症蔓延を防止するために、実験材料の収集のための旅行や、実験助手を雇用した大規模な飼育等を自粛したため。また、昆虫飼育を当初計画よりも小規模化したことにより、消耗品等の使用量が削減されたため。
（使用計画）
次年度以降に実施する生化学・分子生物学実験を推進するための物品費として使用する。計画よりも多くの水準間でサンプルを比較することができるので、より複雑な解析が可能になると考えらえれる。
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