Genome evolution and diversification of obligate symbiotic bacteria in insects: tracking survey of field populations
| Project/Area Number |
19K22458
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 45:Biology at organismal to population levels and anthropology, and related fields
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
細川 貴弘 九州大学, 理学研究院, 助教 (80722206)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | 共生 / カメムシ / 細菌 / 野外集団 / 相利共生 |
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| Outline of Research at the Start |
共生微生物なしでは成長や繁殖ができない昆虫は多い。共生微生物におけるゲノム進化と多様化のメカニズムとして、「弱有害突然変異の蓄積・ゲノムサイズの縮小」と「置換」がそれぞれ知られている。しかしこれまでの知見は分子進化解析・ゲノム解析・分子系統解析からの推測であり、野外集団の追跡調査による直接的な証拠はなかった。本研究では、10年前に調査したチャバネアオカメムシの野外集団について再調査をおこなうことによって、共生微生物におけるゲノム進化と多様化を野外集団で実証することを試みる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
共生微生物なしでは成長や繁殖ができない昆虫は多い。共生微生物におけるゲノム進化と多様化のメカニズムとして、「弱有害突然変異の蓄積 ・ゲノムサイズの縮小」と「置換」がそれぞれ知られている。しかしこれまでの知見は分子進化解析・ゲノム解析・分子系統解析からの推測で あり、野外集団の追跡調査による直接的な証拠はなかった。本研究では、10年前に調査したチャバネアオカメムシの野外集団について再調査を おこなうことによって、共生微生物におけるゲノム進化と多様化を野外集団で実証することを試みる。
生存に共生微生物が必須である昆虫は多い。必須共生微生物のユニークな点は、宿主のメス親から子へ伝えられる垂直伝播が広く一般的に見られることである。垂直伝播ではメス親が持つ共生微生物のごく一部だけが子に伝えられるので、共生微生物集団に強いボトルネック効果が繰り返しはたらき、共生微生物のゲノムにおける弱有害突然変異の蓄積とサイズの縮小が促進されたと考えられている。一方、垂直伝播によって維持されている共生微生物がまったく別の微生物にすり替わる「置換」の報告も少なくない。これらの二つは共生微生物におけるゲノム進化と多様化の主要メカニズムと考えられているが、これまでの知見は分子進化解析・ゲノム解析・分子系統解析からの推測であり、野外集団の追跡調査による直接的な証拠はなかった。本研究の目的は、共生微生物における弱有害突然変異の蓄積・ゲノム縮小・置換を野外集団の追跡調査によって実証することである。
2019年度は沖縄本島、石垣島、宮古島においてチャバネアオカメムシのサンプリングをおこない、それらの共生細菌のタイピングおよび培養の可否の調査をおこなった。沖縄本島では十分なサンプルが得られたが石垣島と宮古島については今後さらにサンプル数を増やす必要がある。
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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
予定していた３島でのサンプリング・調査をおこなうことができた。ただし天候の問題で一部サンプル数が不足している。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年サンプル数が不十分だった石垣島と宮古島でサンプリングを補足し、さらに屋久島および与那国島でのサンプリング・調査ををおこなう。また細菌のゲノム解析にむけてシークエンス用のDNAの調整を進める。
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Report
(1 results)
Research Products
(3 results)
