カイコとその近縁種における寄主植物選択機構の進化

2010 年度 実績報告書

• 研究領域: 複合適応形質進化の遺伝子基盤解明
• 研究課題/領域番号: 22128004
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 嶋田 透 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (20202111)
• 研究分担者: 勝間 進 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 准教授 (20378863)
• キーワード: 食性変異体 / フェロモン応答性 / ポジショナルクローニン / 次世代シークエンサー / 受容体 / カイコガ科 / イチジクカサン / クワ科

研究概要

カイコの食性変異体spliは、カイコの性フェロモンの主成分であるボンビコールに対する応答性が低下し、正常なカイコが交尾行動を示さないボンビカールに対して交尾行動を示し、クワ以外の植物でも摂食する。spli雄成虫の触角電位を計測したところ、変異体ではボンビカールに対する応答は正常であったが、ボンビコールに対する応答がほとんど認められなかった。spli変異体では、ボンビコール受容体mRNAの発現量は約1/1000に低下していた。これらから、spliは、ボンビコール受容体の転写を制御していることが明らかになった。spliのポジショナルクローニングを行い、原因遺伝子を明らかにした結果、転写因子をコードすることが判明した。
spli変異体におけるトランスクリプトームの異常を解明するため、Illumina GA2Xで正常蚕およびspli変異体の雄成虫触角のRNA seqをそれぞれ4千万リード以上解読した。そのうち約60%がカイコゲノム配列にマップできた。2系統間で発現量の異なる領域を834箇所同定した。p50T系統(正常)に比べてspli系統(嗅覚異常変異体)で激減するととが分かっているボンビコール受容体(BmOrl)をコードする遺伝子は、RNA seqでも差が大きく出ており、妥当な結果が得られていた。
カイコと同じカイコガ族(Bombycini)に属するウスバクワコ(Rondotia menciana;クワ食)およびイチジクカサン(Trilocha varians;イチジク食)のフェロモン腺等のトランスクリプトームをIllumina GA2Xで解析し、アセンブリーした。

研究成果

• [雑誌論文] Identification and characterization of the fusion transcript, composed of the apterous homolog and a putative protein phosphatase gene, generated by 1.5-Mb interstitial deletion in the vestigial (Vg) mutant of Bombyx mori (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsuguru Fujii, Hiroaki Abe, Susumu Katsuma, Toru Shimada
  • 雑誌名: Insect Biochemistry and Molecular Biology 巻: 41(5) ページ: 306-312
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sex pheromone desaturase functioning in a primitive Ostrinia moth is cryptically conserved in congeners' genomes (2011)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Fujii, Katsuhiko Ito, Mitsuko Tatematsu, Toru Shimada, Susumu Katsuma, Yukio Ishikawa
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 巻: 108(17) ページ: 7102-7106
  • 査読あり
• [学会発表] Genetic Studies on Adaptation of Bombycid Silkmoths to the Mulberry (2011)
  • 著者名/発表者名: 嶋田透(東大・農)
  • 学会等名: The 20th CDB Meeting "Molecular Bases for Evolution of Complex Traits"
  • 発表場所: RIKEN Center for Developmental Biology, Kobe, Japan(招待講演)
  • 年月日: 2011-02-23
• [学会発表] カイコ第11染色体の塩基配列上での火傷Buの原因領域の絞り込み (2010)
  • 著者名/発表者名: 久保真紀、藤井告(東大農)、阿部広明(農工大農)、大沼昭夫(蚕技研)、桑崎誠剛、山本公子(生物研)、勝間進、嶋田透(東大農)
  • 学会等名: 日本蚕糸学会関東支部第61回大会-蚕糸・昆虫機能利用学術講演会-
  • 発表場所: 蚕糸会館6階第1～3会議室(東京都千代田区有楽町)
  • 年月日: 2010-11-18
• [学会発表] ゲノム情報からみたカイコとクワの特殊な関係とその進化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 嶋田透(東大・農)
  • 学会等名: 東京大学大学院農学生命科学研究科アグリバイオインフォマティクス教育研究プログラム シンポジウム「アグリバイオインフォマティクスの新たな発展」
  • 発表場所: 東京大学農学部弥生講堂一条ホール
  • 年月日: 2010-10-22
• [学会発表] カイコの食性およびフェロモン応答性の進化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 嶋田透(東大・農)
  • 学会等名: 公開シンポジウム「複合適応形質の進化」
  • 発表場所: 東京大学農学部2号館2階/化1講義室(招待講演)
  • 年月日: 2010-09-17
• [学会発表] カイコとその近縁種を用いた性フェロモン進化の分子基盤の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大門高明、嶋田透(東大農)
  • 学会等名: 公開シンポジウム「複合適応形質の進化」
  • 発表場所: 東京大学農学部2号館2階/化1講義室
  • 年月日: 2010-09-17
• [学会発表] カイコの伴性突然変異spliとBtに認められる性フェロモン応答性の異常 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤井告・藤井毅(東大農)・阿部広明(農工大農)・大沼昭夫(蚕技研)・勝間進・嶋田透(東大農)
  • 学会等名: 公開シンポジウム「複合適応形質の進化」
  • 発表場所: 東京大学農学部2号館2階/化1講義室
  • 年月日: 2010-09-17
• [備考]
  • URL: http://staff.aist.go.jp/t-fukatsu/SGJShimada.html