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共生系の季節適応:昆虫-微生物における共進化機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 13J08758
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 生態・環境
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

森山 実  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生物プロセス研究部門, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2015年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 780千円)
2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
キーワード共生細菌 / 休眠 / 体色 / 季節適応 / 昆虫 / 内部共生 / 温度耐性
研究実績の概要

昆虫の体色は適応度に直結する重要な形質である。体色の構成要素となる生体色素の合成にはチロシン・トリプトファンなどの必須アミノ酸やカロテノイドといった昆虫が自身で合成できない栄養素が必要であり、そのため、共生微生物による栄養補完が関与していると推測される。そこで、本年度は、チャバネアオカメムシ成虫における体色形成の分子生理機構の解明について、とりわけ、季節の変化に伴って可逆的に体色を変化させる現象の解明に着目して、研究を進めた。結果、カロテノイドに由来する黄色色素が通常繁殖期の個体が呈する鮮やかな緑色の体色に寄与していることを明らかとした。また、休眠に伴って誘導される茶色の体色は主にプテリジン系色素が表皮細胞に蓄積することで形成されることを解明した。さらに、RNAseqトランスクリプトーム解析をおこない、非休眠と休眠固体の表皮で発現する遺伝子を比較し、体色の変化を誘導する分子経路を推定した。
その他、昆虫類に普遍的に感染しており、寄生的な共生細菌として知られるWolbachiaにおいて、リボフラビン(ビタミンB2)の合成能が広く保持されていること、およびその供給が宿主昆虫の適応度に貢献していることを証明し、Wolbachiaの相利共生者としての側面について理解を深めた。さらに、チロシン供給に特化したクロカタゾウムシ共生細菌の栄養生理学的解析、セミ類にみられる微生物の共生に特殊化した器官の組織学的解析、モンゼンイスアブラムシのゴール修復因子の生化学的解析など、昆虫-微生物相互作用に関わる課題の解明に携わった。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Ecdysteroid promotes cell cycle progression in the Bombyx wing disc through activation of c-Myc2016

    • 著者名/発表者名
      Moriyama M, Osanai K, Ohyoshi T, Wang HB, Iwanaga M, Kawasaki H
    • 雑誌名

      Insect Biochemistry and Molecular Biology

      巻: 70 ページ: 1-9

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Urban soil compaction reduces cicada diversity2015

    • 著者名/発表者名
      Moriyama M, Numata H
    • 雑誌名

      Zoological Letters

      巻: 1 号: 1 ページ: 19-19

    • DOI

      10.1186/s40851-015-0022-3

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Riboflavin provisioning underlies Wolbachia's fitness contribution to its insect host2015

    • 著者名/発表者名
      Moriyama M., Nikoh N., Hosokawa T., Fukatsu T.
    • 雑誌名

      mBio

      巻: 6 号: 6

    • DOI

      10.1128/mbio.01732-15

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nardonella endosymbionts of Japanese pest and non-pest weevils (Coleoptera: Curculionidae)2015

    • 著者名/発表者名
      Hosokawa T, Koga R, Tanaka K, Moriyama M, Anbutsu H, Fukatsu T
    • 雑誌名

      Applied Entomology and Zoology

      巻: 50 号: 2 ページ: 223-229

    • DOI

      10.1007/s13355-015-0326-y

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Evolutionary origin of insect-Wolbachia nutritional mutualism2014

    • 著者名/発表者名
      Nikoh N*, Hosokawa T*, Moriyama M*, Oshima K, Hattori M, Fukatsu T.*Equal contributions
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

      巻: 111 号: 28 ページ: 10257-10262

    • DOI

      10.1073/pnas.1409284111

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Symbiont-supplemented maternal investment underpinning host's ecological adaptation2014

    • 著者名/発表者名
      Kaiwa N, Hosokawa T, Nikoh N, Tanahashi M, Moriyama M, Meng XY, Maeda T, Yamaguchi K, Shigenobu S, Ito M, Fukatsu T
    • 雑誌名

      Current Biology

      巻: 24 号: 20 ページ: 2465-2470

    • DOI

      10.1016/j.cub.2014.08.065

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] チャバネアオカメムシの休眠色を誘導する分子生理機構2016

    • 著者名/発表者名
      森山実・二橋亮・深津武馬
    • 学会等名
      日本昆虫学会第76回大会・第60回日本応用動物昆虫学会大会合同大会
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      2016-03-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] モンゼンイスアブラムシ兵隊が示すゴール修復の分子基盤と共生細菌ブフネラの関与2016

    • 著者名/発表者名
      沓掛磨也子・森山実・深津武馬
    • 学会等名
      日本昆虫学会第76回大会・第60回日本応用動物昆虫学会大会合同大会
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      2016-03-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ペプチドマッピング法によるチャバネアオカメムシ共生器官発現遺伝子の同定2016

    • 著者名/発表者名
      林俊成・森山実・古賀隆一・深津武馬
    • 学会等名
      日本昆虫学会第76回大会・第60回日本応用動物昆虫学会大会合同大会
    • 発表場所
      大阪府立大学
    • 年月日
      2016-03-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Wolbachiaによるトコジラミへのビオチン・リボフラビン供給の栄養生理学的解析2015

    • 著者名/発表者名
      森山実,細川貴弘,深津武馬
    • 学会等名
      日本応用動物昆虫学会第59回大会
    • 発表場所
      山形大学小白川キャンパス
    • 年月日
      2015-03-27 – 2015-03-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 昆虫の植物利用能を変える共生細菌の遺伝子2015

    • 著者名/発表者名
      森山実,細川貴弘,二河成男,深津武馬
    • 学会等名
      日本応用動物昆虫学会第59回大会
    • 発表場所
      山形大学小白川キャンパス
    • 年月日
      2015-03-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 共生細菌Nardonellaはチロシンの合成を介してクロカタゾウムシのクチクラ形成に関与する2015

    • 著者名/発表者名
      安佛尚志・森山実・深津武馬
    • 学会等名
      日本応用動物昆虫学会第59回大会
    • 発表場所
      山形大学小白川キャンパス
    • 年月日
      2015-03-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] クヌギカメムシが卵塊に塗布するゼリー状物質の成分2014

    • 著者名/発表者名
      森山実・棚橋薫彦・貝和菜穂美・深津武馬
    • 学会等名
      日本昆虫学会第74回大会
    • 発表場所
      広島大学・東広島キャンパス
    • 年月日
      2014-09-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 社会性アブラムシにおけるゴール修復行動の分子基盤の解明2014

    • 著者名/発表者名
      掛磨也子、森山実、深津武馬
    • 学会等名
      日本動物学会第85回大会
    • 発表場所
      東北大学・川内北キャンパス
    • 年月日
      2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] クマゼミの胚発生過程における菌細胞塊の形成2014

    • 著者名/発表者名
      森山実・松浦優・深津武馬
    • 学会等名
      日本応用動物昆虫学会第58回大会
    • 発表場所
      高知大学
    • 年月日
      2014-03-27
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 日本産セミ類から新たに発見された冬虫夏草のような共生体2014

    • 著者名/発表者名
      松浦優・棚橋薫彦・森山実・菊池義智・深津武馬
    • 学会等名
      日本応用動物昆虫学会第58回大会
    • 発表場所
      高知大学
    • 年月日
      2014-03-27
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] クヌギカメムシ卵塊ゼリーの組成および機能2014

    • 著者名/発表者名
      貝和奈穂美・細川貴弘・棚橋薫彦・森山実・深津武馬
    • 学会等名
      日本応用動物昆虫学会第58回大会
    • 発表場所
      高知大学
    • 年月日
      2014-03-27
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] クマゼミ卵の漿膜クチクラに形成される艀化線2013

    • 著者名/発表者名
      森山実・泰山浩司・沼田英治
    • 学会等名
      日本昆虫学会大73回大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2013-09-16
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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