| 研究課題/領域番号 |
19H03296
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分45040:生態学および環境学関連
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| 研究機関 | 東京大学 (2022)
弘前大学 (2019-2021) |
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研究代表者 |
池田 紘士 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (00508880)
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| 研究分担者 |
笹部 美知子 弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (00454380)
山尾 僚 弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (50727691)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2021年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2019年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
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| キーワード | 系統地理 / 遺伝子発現 / 植食性昆虫 / 地理分化 / RNA-seq |
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| 研究開始時の研究の概要 |
植食性昆虫は生態の多様性も種多様性も非常に高く、この多様性をもたらした要因の解明は、生物多様性分野の重要なテーマの一つである。申請者らは、その中でも、植物組織内の遺伝子発現を変えることで異常な形態変異を引き起こして虫こぶを形成する昆虫に着目した。本研究では、日本および世界で地理分化しているHamamelis属の植物に対して虫こぶを形成するアブラムシをモデルとし、植物の地理分化が虫こぶ形態の多様化とアブラムシの種分化をもたらしたことを遺伝子レベルで明らかにする。虫こぶを採集し、植物組織とアブラムシでの遺伝子発現を調べ、植物の地理分化と関連した虫こぶ形態と遺伝子発現パターンの進化を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
一部の植食性昆虫では、宿主植物の遺伝子発現を変化させて虫こぶを形成することが知られている。本研究では、マンサクに虫こぶを形成する4種の近縁なアブラムシを対象として、これらの虫こぶにおける遺伝子発現パターンとその防御戦略を調べた。RNA-seqによって虫こぶ組織の遺伝子発現解析を行った結果、防御物質の生合成や虫こぶの成長に関わる遺伝子の発現量に種間で違いがみられた。さらに、アブラムシの系統樹の構築とマンサクの系統地理解析を行って比較したところ、マンサクの地域系統の分布とHamamelistes属のアブラムシの分布や地域系統分化には対応がみられた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究により、マンサクに虫こぶを形成する近縁な4種のアブラムシにおいて、防御物質の生合成や成長の速さに関わる遺伝子の発現量の種間パターンと、実際の防御物質の量や成長の速さの種間パターンが対応していることが示された。虫こぶの形態や二次代謝産物などの防御形質についてはこれまでも研究例が多く、虫こぶ組織の遺伝子発現を調べた研究例もいくつかあるものの、防御形質と遺伝子発現の対応関係を調べた研究はほとんど行われてこなかった。本研究では、近縁種間で遺伝子発現と防御形質を比較することで、虫こぶの防御の進化過程をミクロレベルとマクロレベルで明らかにすることができたと考えられる。
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