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2016 年度 実績報告書

アカトンボの体色と色覚の進化

研究課題

研究課題/領域番号 26711021
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

二橋 亮  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生物プロセス研究部門, 主任研究員 (50549889)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワードトンボ / 色覚 / 体色変化 / 体色多型
研究実績の概要

アカトンボ(トンボ科アカネ属)は、日本のトンボの中で桁違いに種数が多く、体色や斑紋に著しい多様性がある。昨年度までに、アキアカネでは色覚に関わるオプシン遺伝子が20種類も存在すること、トンボの種間でオプシン遺伝子に著しい多様性が存在することが確認された。2016年度は体色に関連する遺伝子をRNAseqで網羅的に解析したところ、アカトンボに近縁なチョウトンボにおいて、翅色多型と強い相関のある遺伝子を1種類同定することに成功した。そこで、先進ゲノム支援課題に申請を行い、チョウトンボの翅色多型間でゲノム配列の解析を進めた結果、この遺伝子は特定の翅色型のゲノムにのみ存在することが明らかになった。一方で、トンボでは遺伝子の機能解析系が報告されていなかったが、予備的にRNAiを試みたところ、siRNAやdsRNAの投与のみではほとんど影響が見られないことが確認された。そこで、最近チョウ目昆虫で開発されたエレクトロポレーション法を併用する系を、ハッチョウトンボを用いて着色に関わるlaccase2遺伝子をターゲットに試みたところ、局所的に着色阻害が生じることが確認され、エレクトロポレーションを併用することでトンボでもRNAiによる機能阻害が可能であることを見出し、論文発表を行った(Okude et al., 2017)この手法を用いて、今回得られた翅色多型の候補遺伝子の機能阻害を行ったところ、翅色と斑紋パターンに影響が見られたことから、この遺伝子が翅色多型の直接の原因遺伝子であることが示唆された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

トンボの体色多型に関して、RNAseqおよびゲノム解析から、当初の予想を上回り、原因遺伝子をほぼ特定することに成功した。また色覚の多様性に関しても、ゲノム解析によって遺伝子クラスター構造が明らかになるなど、非常に順調に解析が進んでいる。

今後の研究の推進方策

今年度は、翅色多型のゲノム構造(まだ完全につながっていない)をPCR等で確認・改訂するとともに、成果の論文化を目指す。

次年度使用額が生じた理由

昨年度はチョウトンボのゲノム解析を、先進ゲノム支援のサポートのもと、中心的に進めた結果、当初予想していたRNAseq解析などを今年度行うことに変更した。

次年度使用額の使用計画

昨年度から持ち越しとなった遺伝子解析用の費用にあてる予定である。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件、 招待講演 7件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Electroporation-mediated RNA interference reveals a role of multicopper oxidase 2 gene in dragonfly’s cuticular pigmentation.2017

    • 著者名/発表者名
      Okude G., Futahashi R., Kawahara-Miki R., Yoshitake K., Yajima S., Fukatsu T.
    • 雑誌名

      Applied Entomology and Zoology

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1007/s13355-017-0489-9

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] トンボの翅色形成の分子基盤2017

    • 著者名/発表者名
      二橋亮
    • 雑誌名

      生物資源ゲノム解析拠点ニュースレター2017

      巻: 4 ページ: 31-31

  • [雑誌論文] Odonata (dragonflies and damselflies) as a bridge between ecology and evolutionary genomics.2016

    • 著者名/発表者名
      Bybee S., Cordoba-Aguilar A., Duryea M.C., Futahashi R., Hansson B., Lorenzo-Carballa M.O., Schilder R., Stoks R., Suvorov A., Svensson E.I., Swaegers J., Takahashi Y., Watts P.C., Wellenreuther M.
    • 雑誌名

      Frontiers in Zoology

      巻: 13 ページ: 46

    • DOI

      10.1186/s12983-016-0176-7

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Molecular basis of insect colors and patterns.2016

    • 著者名/発表者名
      Fukatsu T., Futahashi R.
    • 雑誌名

      Current Opinion in Insect Science

      巻: 17 ページ: vi-viii

    • DOI

      10.1016/j.cois.2016.08.004

  • [雑誌論文] Color vision and color formation in dragonflies.2016

    • 著者名/発表者名
      Futahashi R.
    • 雑誌名

      Current Opinion in Insect Science

      巻: 17 ページ: 32-39

    • DOI

      10.1016/j.cois.2016.05.014

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 広辞苑を3倍楽しむ(第93回) あかとんぼ.2016

    • 著者名/発表者名
      二橋亮
    • 雑誌名

      科学

      巻: 86 ページ: 1014-1014

  • [雑誌論文] RNAseq から明らかになった昆虫の色素合成と色覚の新知見.2016

    • 著者名/発表者名
      二橋美瑞子・二橋亮
    • 雑誌名

      化学と生物

      巻: 54 ページ: 422-428

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] トンボのRNAseq解析とオプシン遺伝子 ―マニュアル・アセンブリの重要性―.2016

    • 著者名/発表者名
      二橋亮
    • 雑誌名

      蚕糸・昆虫バイオテック

      巻: 85 ページ: 13-18

    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] トンボの体色変化と体色多型.2017

    • 著者名/発表者名
      二橋亮
    • 学会等名
      Masaki-Kinen Symposium
    • 発表場所
      東京農工大学(東京都小金井市)
    • 年月日
      2017-03-30 – 2017-03-30
    • 招待講演
  • [学会発表] トンボの色覚と体色の多様性.2017

    • 著者名/発表者名
      二橋亮
    • 学会等名
      日本蚕糸学会第87回大会
    • 発表場所
      筑波産学連携支援センター(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2017-03-21 – 2017-03-21
    • 招待講演
  • [学会発表] トンボの色覚と体色の多様性に関わる分子機構.2016

    • 著者名/発表者名
      二橋亮
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-12-02 – 2016-12-02
    • 招待講演
  • [学会発表] トンボのメス多型の遺伝2016

    • 著者名/発表者名
      二橋亮
    • 学会等名
      日本トンボ学会2016年大会
    • 発表場所
      神奈川県立生命の星・地球博物館(神奈川県小田原市)
    • 年月日
      2016-11-20 – 2016-11-20
  • [学会発表] Molecular mechanisms underlying color polymorphisms in dragonflies2016

    • 著者名/発表者名
      Futahashi R., Fukatsu T.
    • 学会等名
      日本動物学会第87回大会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県宜野湾市)
    • 年月日
      2016-11-17 – 2016-11-17
    • 国際学会
  • [学会発表] 多彩なトンボの世界.2016

    • 著者名/発表者名
      二橋亮
    • 学会等名
      2016年度 里地里山学講座
    • 発表場所
      鶴岡市自然学習交流館ほとりあ(山形県鶴岡市)
    • 年月日
      2016-10-15 – 2016-10-15
    • 招待講演
  • [学会発表] Molecular bases underlying the diversity of color pattern and color vision in dragonflies.2016

    • 著者名/発表者名
      Futahashi R., Fukatsu T.
    • 学会等名
      XXV International Congress of Entomology
    • 発表場所
      Orlando, USA
    • 年月日
      2016-09-27 – 2016-09-27
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] トンボの色覚と体色形成に関わる分子基盤.2016

    • 著者名/発表者名
      二橋亮
    • 学会等名
      生物資源ゲノム解析拠点シンポジウム
    • 発表場所
      東京農業大学(東京都世田谷区)
    • 年月日
      2016-09-06 – 2016-09-06
    • 招待講演
  • [学会発表] Molecular mechanisms underlying color vision and color formation in dragonflies2016

    • 著者名/発表者名
      Futahashi R.
    • 学会等名
      「日本の蝶コレクション」記念 国際研究集会
    • 発表場所
      中部大学(愛知県春日井市)
    • 年月日
      2016-08-01 – 2016-08-03
    • 国際学会
  • [学会発表] トンボの色のひみつ.2016

    • 著者名/発表者名
      二橋亮
    • 学会等名
      産総研東北センター一般公開2016
    • 発表場所
      産総研東北センター(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-07-30 – 2016-07-30
    • 招待講演
  • [図書] ぜんぶわかる! トンボ2016

    • 著者名/発表者名
      尾園暁・二橋亮
    • 総ページ数
      68
    • 出版者
      ポプラ社

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公開日: 2018-01-16  

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