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2018 年度 実績報告書

宿主の減数分裂に影響を与える共生細菌の存在を実証する

研究課題

研究課題/領域番号 16K08106
研究機関国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構

研究代表者

陰山 大輔  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, 上級研究員 (60401212)

研究分担者 佐原 健  岩手大学, 農学部, 教授 (30241368)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードボルバキア
研究実績の概要

昆虫の共生細菌ボルバキアは、様々な方法で自分の都合のいいように宿主昆虫の生殖を操作しているが、本研究により、全く新しい生殖操作のタイプが存在することがわかった。ボルバキア系統wFemに感染されたキタキチョウは、オスと交配して、メスのみの子孫を残すが、これらメスの性染色体構成がZ0であることが、染色体FISH、Z染色体上遺伝子のリアルタイムPCR、次世代シークエンスによるゲノム解析から明らかになった。これらZ0メスが産下する卵(接合体)の遺伝子型はすべてZ0であり、これらの卵が持つZ染色体は父親由来のものであることが分かった。また抗生物質を産卵前の成虫メスに投与することにより、Z0とZZの卵が生じたことから、ボルバキアは宿主に働きかけ、Z染色体の母系伝達を阻害していると考えられた。抗生物質処理の結果、産み落とされた卵を育てると、成虫時にオスのみとなった。Z染色体上の2遺伝子をターゲットとしたリアルタイムPCRと塩基多型解析によってこれらのオスは、1個体を除いてすべてZZ型と推定された。このことから、ボルバキアなしの状態では、ほとんどのZ0個体は生存(あるいは成長)できないと考えられ、Z0と判別された1個体は、母親由来のZ染色体の一部(たまたまマーカーとして用いた箇所)が欠損しているZZ個体である可能性が考えられた。つまり、ボルバキアによるZ染色体の母系伝達阻害のメカニズムは、ボルバキアが母方のZ染色体を完全に分解消化していることによるという可能性が浮上した。今後この可能性を検証していく予定である。また抗生物質処理によるボルバキア密度の低下により間性個体が出現する現象(ボルバキアによるメス化)を分子レベルで解明するため、コントロールされた条件でトランスクリプトーム解析(RNAseq解析)を行うことができた。現在データ解析中であり、性決定や性分化について新たな知見が期待できる。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件) 図書 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Functional crosstalk across IMD and Toll pathways: insight into the evolution of incomplete immune cascades2019

    • 著者名/発表者名
      Nishide Yudai、Kageyama Daisuke、Yokoi Kakeru、Jouraku Akiya、Tanaka Hiromitsu、Futahashi Ryo、Fukatsu Takema
    • 雑誌名

      Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences

      巻: 286 ページ: 20182207

    • DOI

      10.1098/rspb.2018.2207

    • 査読あり
  • [学会発表] 2種のキチョウ・2系統のWolbachia ~その感染史を紐解く~2018

    • 著者名/発表者名
      宮田真衣・野村昌史・陰山大輔
    • 学会等名
      第62回日本応用動物昆虫学会[鹿児島大]
  • [学会発表] FISH法を用いたボルバキア感染キタキチョウの性染色体構成の確定2018

    • 著者名/発表者名
      佐々木達史・ 陰山大輔・ 佐原健
    • 学会等名
      東北昆虫学会第1回大会
  • [図書] Encyclopedia of Reproduction 2nd Edition2018

    • 著者名/発表者名
      Michael Skinner
    • 総ページ数
      3868
    • 出版者
      Elsevier
  • [図書] 動物学の百科事典2018

    • 著者名/発表者名
      公益社団法人日本動物学会
    • 総ページ数
      800
    • 出版者
      丸善出版
    • ISBN
      4621303090
  • [図書] Chemical Ecology of Insects: Applications and Associations with Plants and Microbes2018

    • 著者名/発表者名
      Jun Tabata
    • 総ページ数
      304
    • 出版者
      CRC Press
  • [備考] 昆虫を操作する微生物

    • URL

      https://sites.google.com/site/kageyama000jp/

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公開日: 2019-12-27  

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