ゲノム比較による鱗翅目昆虫染色体進化の解明

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23380030
• 研究機関: 岩手大学
• 研究代表者: 佐原 健 岩手大学, 農学部, 教授 (30241368)
• 研究分担者: 鈴木 剛 大阪教育大学, 教育学部, 准教授 (10314444) ; 安河内 祐二 独立行政法人農業生物資源研究所, 農業生物先端ゲノム研究センター, 主任研究員 (50355723)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: BAC-FISH / コウモリガ / ヒゲナガカワトビケラ / 遺伝子マッピング / ゲノム比較

研究概要

コウモリガSTSプライマーを追加したBAC選抜から40カイコオルソログ含有BACクローンの選抜に成功した。それらをin silicoにてマッピングして、BAC-FISH系を構築した。これにより染色体標本に対するマッピング手法が確立した。今後は必要に応じて、採集、飼育、染色体標本作製ならびに特定の配列情報取得とBACクローン選抜、マッピングなどを行う。
ヒゲナガカワトビケラのBACライブラリーを作製し、384ｘ84のBACクローンをストックした。同時に構築したcDNAライブラリーの配列決定とKAIKOblast検索により206オルソログを決定した。この情報をもとにSTSプライマーを設計して、BAC選抜を行った結果、これまでに57クローンを選抜した。このBAC-DNAをプローブとしたFISHと鱗翅目昆虫におけるリプローブ法を改変して最大8回の同一標本へのFISHを可能とした。
この手法を用いて、パキテン期染色体の個別認識を可能とするとともに毛翅目昆虫で初めてのカリオタイプに成功した。この研究進捗により、鱗翅目昆虫で適応可能であったin silico解析がヒゲナガカワトビケラの遺伝子マッピングには有効で無いことが明白となった。本研究では、カリオタイプをベースにした新たなBAC-FISHマッピング法を開発して、毛翅目昆虫での遺伝子マッピングを行うことに成功した。現在、カイコの約半数の染色体に対応する46オルソログに関して対応関係を比較可能とした。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

対象とする鱗翅目昆虫ならびに毛翅目昆虫種において予定したBACライブラリー構築は完成し、評価を残すのみである。また、カイコオルソログ情報の取得に必須であるcDNAライブラリーの構築を終了し、STSプライマーによるBAC選抜も全ての対象種で進捗している。BAC-FISH系はいずれの鱗翅目と毛翅目昆虫種においても機能し、遺伝子マッピングが進んでいる。特に、in silico解析結果がマッピングの基礎情報とならないことが判明したヒゲナガカワトビケラでは、新たなマッピング手法を開発できた。
以上より本研究はおおむね順調に進展していると評価した。

今後の研究の推進方策

最終年度には、カイコオルソログを含むBAC選抜と構築したライブラリーの評価、さらにはこれまで行ってきたBAC-FISHを拡充して最終結果を得る研究を行う。FISHに必要な染色体標本の作製のために、コウモリガとヒゲナガカワトビケラの採集と飼育を必要とするが、前年までの研究においてこれらもフィールドと飼育体系が整っている。

研究成果

• [雑誌論文] FISH identification of Helicoverpa armigera and Mamestra brassicae chromosomes by BAC and fosmid probes. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sahara K, Yoshido A, Shibata F, Fujikawa-Kojima N, Okabe T, Tanaka-Okuyama M, Yasukochi Y.
  • 雑誌名: Insect Biochemistry and Molecular Biology 巻: 43 ページ: 644-653
  • DOI: 10.1016/j.ibmb.2013.04.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] The LOSS OF APOMEIOSIS (LOA) locus in Hieracium praealtum can function independently of the associated large-scale repetitive chromosomal structure. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kotani, Y., Henderson, S.T., Suzuki, G., Johnson, S.D., Okada, T., Siddons, H., Mukai, Y., and Koltunow, A.M.G. (2014) The LOSS OF APOMEIOSIS (LOA) locus in Hieracium praealtum can function independently of the associated large-scale repetitive chromosomal structure. 201:
  • 雑誌名: New Phytologist 巻: 201 ページ: 973-981
  • DOI: 10.1111/nph.12574
  • 査読あり
• [学会発表] 2n=55のカイコ個体 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐原健・鈴木宙・石井啓祐・山田恭裕・安河内祐二
  • 学会等名: 日本蚕糸学会第84回大会
  • 発表場所: 神奈川県藤沢市亀井野1866 日本大学生物資源科学部
  • 年月日: 20140310-20140311
• [学会発表] Incest avoidance applicable in hybrid seed production. (2013)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, G., Takada, Y., and Watanabe, M.
  • 学会等名: International Symposium on Diversifying Biological Resources. -Toward Food Security and Sustainable Society-
  • 発表場所: University of Tsukuba, Tsukoba, Japan
  • 年月日: 20131123-20131124
  • 招待講演