2014 Fiscal Year Annual Research Report
アワノメイガ属における食性進化と性フェロモンとの関連性の解明
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25292204
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| Research Institution | National Institute of Agrobiological Sciences |
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Principal Investigator |
安河内 祐二 独立行政法人農業生物資源研究所, 昆虫ゲノム研究ユニット, 主任研究員 (50355723)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐原 健 岩手大学, 農学部, 教授 (30241368)
石川 幸男 東京大学, 農学生命科学研究科, 教授 (60125987)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 環境調和型農林水産 / 性フェロモン / 食性 / 嗅覚受容体 / 遺伝子重複 / FISH / BAC / 次世代シーケンサー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アワノメイガの食草であるトウモロコシを圃場で栽培し、約3か月間にわたり摂食中の終齢幼虫を800頭超採集して凍結保存し、うち480頭から個別にゲノムDNAを調製した。これとは別に休眠幼虫を500頭超を越冬させ、27年度の食草の選好性検定や遺伝解析に供する予定である。
アワノメイガの触角で発現が確認された嗅覚受容体遺伝子を含むフォスミドクローンをPCRスクリーニング法により単離して、次世代シーケンサーHiseq2000による塩基配列決定を行った。得られたコンティグ配列を嗅覚受容体遺伝子のcDNA配列をもとに整列化して、残されたギャップをサンガー・シーケンシングにより埋めて、新規遺伝子49種のゲノム構造を決定した。さらにカイコゲノムデータベースに対して相同性検索を行い、カイコにおける相同領域の推定を行った。
また、アワノメイガの近縁種であるヨーロッパアワノメイガのBACライブラリーを同様にスクリーニングして、24個のクローンを単離した。27年度にこれらのクローンの塩基配列を決定して、嗅覚受容体遺伝子の種間比較を行う予定である。
アワノメイガゲノム配列と染色体上の位置情報を統合するために、BAC/fosmidクローンをプローブとしたFISH解析を行い、アワノメイガの全３１染色体を網羅する地図を作成した。アワノメイガはチョウ目の共通祖先の核型(n=31)を保持しているのに対して、カイコでは染色体融合が３回起き、現在の第11・23・24染色体が形成されたと推定されている。染色体融合箇所近傍に座乗するカイコ遺伝子に相同な遺伝子を含むクローン約１０個をこの地図にマッピングすることにより、候補領域を絞り込むことに成功した。
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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
アワノメイガ触角で発現している嗅覚受容体遺伝子の近傍を広くカバーするゲノム塩基配列を決定することができ、今後食性や性フェロモン成分の異なる種の断片的なゲノム配列との比較が容易になった。また、遺伝的解析と染色体情報を統合可能な地図を構築したことにより、より高精度な表現型と遺伝型との関連性の解析や他のチョウ目昆虫との比較が可能となる。さらに、種内多型を定量的に解析可能な規模の個体別DNAを確保したうえに、休眠から１度に覚醒させることにより、十分な数の成虫を実験に確保できるようになった。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、アワノメイガのトウモロコシ以外の食草であるショウガを栽培して、来訪した個体がトウモロコシと遺伝的に異なる特徴を有するのかを検討する。またアズキノメイガなどの食草の異なるアワノメイガ属昆虫についても、アワノメイガやヨーロッパアワノメイガで決定した嗅覚受容体遺伝子とのコピー数や配列の相違を検討して、母蛾の産卵のための食草探索に寄与している遺伝子を探索する必要がある。
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| Causes of Carryover |
26年度はアワノメイガ個体の採集とその嗅覚受容体の遺伝子構造の解明及び染色地図の確立を重点的に行ったため、アワノメイガ近縁種まで解析を充分に行うことが困難であった。その結果、当該種の採集・飼育等に関わる経費に余剰が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
アワノメイガ近縁種を可能限り採集して、嗅覚受容体遺伝子を中心とした関連遺伝子群の解析を進める。また、ヨーロッパアワノメイガについては、嗅覚受容体遺伝子の網羅的解析を進める。
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