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世代を超えて時間を測るアブラムシの季節タイマーの謎を解く

研究課題

研究課題/領域番号 17K19264
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 生産環境農学およびその関連分野
研究機関京都大学

研究代表者

沼田 英治  京都大学, 理学研究科, 教授 (70172749)

研究分担者 神戸 崇  北海道大学, 農学研究院, 専門研究員 (40648739)
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード昆虫 / 生理学 / 時間生物学 / 光周性 / 季節適応 / アブラムシ / 生物時計
研究成果の概要

エンドウヒゲナガアブラムシにおいて、短日による両性生殖虫の出現を抑制する季節タイマーは、世代数でなく日数を数えること、温度に依存するが日長には依存しないことがわかった。
札幌と京都における自然の日長と温度での飼育により、季節タイマーには、温暖な春に起こり得る両性生殖虫の誘導を防ぐという生態的な意義があることが明らかになった。
季節タイマーが切れた後に短日で育った個体では、季節タイマーが切れる前の個体や、切れた後に長日で育った個体と比べ、ヒストン修飾関連遺伝子の発現量が増加した。さらにオープンクロマチン領域の解析結果から、生殖多型の決定や季節タイマーにエピジェネティック修飾が関与すると考えられた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

さまざまなアブラムシで個別に報告されてきた季節タイマーの生理学的性質を、エンドウヒゲナガアブラムシというモデル種で統一して明らかにした。
これまでは推定にすぎなかった季節タイマーの生態的意義「春の早い時期に間違って両性生殖虫を生み出すことを阻止する」を、世界で初めて実験的に立証した。
長年の間まったく謎であった季節タイマーの分子機構について、RNA-seqやATAC-seqといった21世紀の技術を用いることで、エピジェネティック修飾が関与する可能性を提示することができた。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8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 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Suppression of autumnal sexual morph production in spring by a seasonal timer in an aphid.2020

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

      Physiological Entomology

      巻: 45

    • 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 実施状況報告書
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] Adaptation to seasonal changes in insects.2018

    • 著者名/発表者名
      Hideharu Numata
    • 学会等名
      Sapporo Symposium on Biological Rhythm in 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [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 実施状況報告書
  • [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・沼田英治・神戸崇・秋元信一
    • 学会等名
      第23回日本時間生物学会学術大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] Transgenerational seasonal timer in aphids. In: Biological Rhythms: Proceedings of the Sapporo Symposium on Biological Rhythm July 14-15, 2018. Honma, K. and Honma S. (eds.)2019

    • 著者名/発表者名
      Matsuda, N. and Numata, H.
    • 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: 2017-07-21   更新日: 2021-02-19  

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