Genome evolution and diversification of obligate symbiotic bacteria in insects: tracking survey of field populations
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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 2020)
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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 | 共生微生物の置換 / 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 |
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、これによって共生微生物のゲノムでは弱有害突然変異の蓄積とサイズの縮小が促進されると考えられている。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。
2020年度は石垣島、与那国島、宮古島でチャバネアオカメムシの野外採集をおこない、それぞれの持つ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。これまでに十分なサンプル数が得られている石垣島、与那国島、沖縄本島のデータを10年前の調査結果と比較したところ、いずれの島でも共生細菌の置換が進行している可能性が高いことが明らかとなった。一方、共生細菌のゲノムにおける弱有害突然変異の蓄積が進行していることを示唆するデータは今のところ得られていない。
2021年度はさらに調査地点とサンプル数を増やすとともに、共生細菌のゲノムの比較もおこなう予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
コロナ禍で野外採集が予定通りにおこなえず、それが原因で研究全体の進捗がやや遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年度の遅れを取り戻すべく2021年度はまず野外採集を集中的におこなう（屋久島、沖永良部島など）。同時に、これまでに得られている共生細菌保存株のゲノムシークエンスと比較解析も推進する。
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Report
(2 results)
Research Products
(5 results)
