2023 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 / 進化 / 性的形質 / モノテルペン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ミカンコナカイガラムシＰｌａｎｏｃｏｃｃｕｓ ｃｉｔｒｉ（以下、ミカンコナ）と近縁種のニセミカンコナカイガラムシＰ． ｍｉｎｏｒ（以下、ニセミカン）のフェロモンは、前者のものはシクロブタン環を含む環状モノテルペノイド、後者のものはこの環状構造が開裂した非環状モノテルペノイドである。ニセミカンのメスとミカンコナのオスを交雑させて得られたF１のメスは、両方のフェロモン成分を放出した。一方、F１のオスをニセミカンのメスに戻し交雑して得られた次世代のメスについて、５０個体以上のフェロモンを個別に分析したところ、ほとんどすべての個体がニセミカンのフェロモンしか生産しなかった。この事実は、フェロモン生産性に関わる遺伝子のうち、ニセミカンの遺伝子のみがF１から継承されていることを示す。すなわち、F１のオスでは、Ｐａｔｅｒｎａｌ Ｇｅｎｏｍｅ Ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎによって父方由来のゲノムが不活化し、母方由来のゲノムのみが次世代に伝播したと考えられた。また、このようなフェロモンの生産性に関与する生合成経路を解明するために、安定同位体でラベルしたフェロモン前駆体を生体に取り込ませる手法の開発に取り組み、フェロモン前駆体を溶解する溶媒としてジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）を活用できることを明らかにした。また、系統的に全く異なるコナカイガラムシ類から、ミカンコナのフェロモンに類似したシクロブタン環を有する骨格のフェロモン物質を発見し、その構造を解明した。この結果は、コナカイガラムシ類におけるシクロブタン環フェロモンを生み出す遺伝子が独立して複数回派生したことを示唆する。
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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２種のコナカイガラムシおよびその交雑体の累代飼育は順調に進んでおり、生化学実験・分子生物学実験に常時利用できる体制が構築されている。これにより、計画通りに実験が実施されているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はミカンコナカイガラムシ、ニセミカンコナカイガラムシだけでなく、別種のコナカイガラムシ類についても実験系を構築し、関連代謝産物や遺伝子等の解析を進める予定である。
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| Causes of Carryover |
（理由）
実験材料の収集のための野外調査や、実験助手を雇用した大規模な飼育等の自粛を継続したため。また、これに伴い、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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