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世代を越えてアブラムシの光周性を制御する季節タイマーの研究

研究課題

研究課題/領域番号 17J00016
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 昆虫科学
研究機関京都大学

研究代表者

松田 直樹  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2017年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード光周性 / 昆虫 / 生物時計 / 季節適応 / アブラムシ / 生理学 / 時間生物学 / 表現型多型
研究実績の概要

エンドウヒゲナガアブラムシにおける卵生メスとオスの産出を、越冬世代(幹母)から複数世代にわたって抑制する季節タイマーについて、以下の3つの研究を実施した。
【季節タイマーの生態的意義の検証】「季節タイマーは秋に産むべき両性生殖型を春に誤って産んでしまうのを防ぐ役割がある」という仮説を検証することを目的とした。京都の春の自然の温度と日長のもとでタイマーオンの幹母とタイマーオフの胎生メスを飼育し、これらが産んだ子の生殖型を調べた。その結果、タイマーオンの幹母が両性生殖型をまったく産まなかった一方、タイマーオフの個体の大部分がオスや卵生メスを産んだ。前年度の実験結果とあわせて考察すると、季節タイマーは暖かい春の気候のもとで誤って誘導される両性生殖型の産出を防ぐことが示された。
【季節タイマーに関連する遺伝子の探索】前年度からトランスクリプトーム解析を継続し、季節タイマーのオン・オフと日長によって発現量が変動する遺伝子を探索した。群間で発現が変動した遺伝子についてGO解析による機能推定をした結果、タイマーオフかつ短日において高発現した遺伝子群にヒストン修飾関連遺伝子が有意に多く含まれていた。この結果から、季節タイマーと日長が生殖多型を制御する分子メカニズムにヒストン修飾が関与することが示された。
【オープンクロマチン領域の解析】トランスクリプトーム解析の結果を受けて、季節タイマーのオン・オフに伴うオープンクロマチン領域の変化を解析するATAC-seqを行った。タイマーオンとオフの個体をそれぞれ長日と短日で飼育し、成虫の体細胞核から抽出したDNAから良質なATAC-seqライブラリを作成した。次世代DNAシーケンサーにより塩基配列データを取得し、アブラムシの体内に共生する細菌に由来する配列を除いたうえで、リードが集中する領域の解析を行っている。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Suppression of autumnal sexual morph production in spring by a seasonal timer in an aphid2020

    • 著者名/発表者名
      Naoki Matsuda, Takashi Kanbe, Jun Endo, Shin-ichi Akimoto Hideharu Numata
    • 雑誌名

      Physiological Entomology

      巻: 印刷中 号: 2-3 ページ: 103-109

    • DOI

      10.1111/phen.12322

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transgenerational seasonal timer for suppression of sexual morph production in the pea aphid, Acyrthosiphon pisum.2017

    • 著者名/発表者名
      Matsuda, N., Kanbe, T., Akimoto, S. and Numata, H.
    • 雑誌名

      Journal of Insect Physiology

      巻: 101 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1016/j.jinsphys.2017.06.008

    • NAID

      120006414164

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] エンドウヒゲナガアブラムシの季節タイマーは春に両性生殖型の産出を防ぐ2019

    • 著者名/発表者名
      松田直樹・神戸崇・遠藤淳・秋元信一・沼田英治
    • 学会等名
      日本昆虫学会第79回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] エンドウヒゲナガアブラムシの季節タイマーに関連した発現変動遺伝子の探索2019

    • 著者名/発表者名
      松田直樹、沼田英治、宇高寛子
    • 学会等名
      第63回日本応用動物昆虫学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 季節タイマーが切れたエンドウヒゲナガアブラムシは春に両性生殖型を産む2018

    • 著者名/発表者名
      松田直樹,神戸崇,秋元信一,沼田英治
    • 学会等名
      第62回日本応用動物昆虫学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] エンドウヒゲナガアブラムシの世代を超えた季節タイマーの性質2017

    • 著者名/発表者名
      松田直樹,神戸崇,秋元信一,沼田英治
    • 学会等名
      第24回日本時間生物学会学術大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] Transgenerational seasonal timer in aphids (In Biological Rhythms. Ken-ichi Homma K, Sato Homma eds.)2020

    • 著者名/発表者名
      Naoki Matsuda, Hideharu Numata
    • 総ページ数
      164
    • 出版者
      Hokkaido University Press
    • ISBN
      9784832903746
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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