2018 Fiscal Year Annual Research Report
Studies on molecular mechanism controlling food preference in Bombyx mori and the related silkmoths and the process of their evolution and domestication of their food
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18H03949
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| Research Institution | Gakushuin University |
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Principal Investigator |
嶋田 透 学習院大学, 理学部, 教授 (20202111)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永田 晋治 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (40345179)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 食性 / カイコ / エリサン / 感覚神経 / 植物毒素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
カイコの系統「沢J」は、キャベツへの摂食性で選抜された広食性系統であり、その広食性形質の主働遺伝子は第3染色体のpphである。正常食性を示すC108Tと沢Jの戻し交雑後代のうち、桑葉粉末を含まない人工飼料を摂食した個体のみを用いてポジショナルクローニングを行った結果、pphの責任領域を約450 kbpへ絞り込んだ。さらに、沢Jのゲノムリシークエンシングを行い、参照配列と比較した結果、沢Jではpphの候補領域内に約24kbpの欠失が存在していた。この欠失領域内には1遺伝子のみが予測された。p50T系統を用いてCRISPR/Cas9システムにより、この遺伝子を破壊し、そのノックアウトカイコに人工飼料を与えたところ、摂食性が向上していた。以上より、当該遺伝子がpphの責任遺伝子であると考えられた。また、品種「世界一」に存在する広食性遺伝子Sekの解析も行った。
エリサン(Samia ricini、Srと略す)幼虫は、ヒマ葉を給餌すると成長速度が最大となり、シンジュ葉を与えるとパフォーマンスが落ちる。一方、シンジュサン(Samia cynthia pryeri、Scpと略す)の幼虫は、ヒマではほとんど発育できないが、シンジュならば良好に発育する。このように食性が異なる2種は交配可能で、雑種の妊性もあるので、遺伝的な解析を試みた。すなわち、(Scp x Sr)F1♀ x Scp♂の次代をヒマで飼育した結果、生き残り、かつ早く営繭した個体は、エリサン由来の第10染色体を保有する場合が多かった。またScp♀ x (Scp x Sr)F1♂の次代をヒマで飼育し、生き残り、かつ早く営繭する個体からゲノムDNAを調製してBulked segregant解析(BSA)を行った結果、第10染色体の一部にSNPインデックスのピークが観測された。ここにヒマ食性を司る主働遺伝子が存在することが示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
カイコの広食性変異体の解析は遺伝子レベルまで特定することができた。エリサンのヒマ食性の遺伝的解析についても、主働遺伝子の所属染色体まで判明し、遺伝子レベルでの特定も時間の問題になってきた。以上のように、おおむね順調に進捗している。
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| Strategy for Future Research Activity |
カイコ・クワコのクワへの適応にかかる分子機構を解明する。特に、クワコ成虫が植物の成分を認識して産卵する仕組みを解明することを計画している。また、エリサンのヒマ食性の遺伝子の特定を急ぐとともに、シンジュサンに対するヒマの毒性の化学的実体を明らかにする。
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Research Products
(4 results)
