Understanding the molecular mechanism of development of gall

虫こぶ形成昆虫とその宿主植物の飼育は困難であったが、富山大学の土田博士らによりマダラケシツブゾウムシ(以降マダラ)とアメリカネナシカズラ(以降 cuscuta)の飼育系が確立された。本研究ではこのマダラーcuscutaの飼育系を用いて虫こぶ形成の分子機構を明らかにすることを目指す。 昨年度までに、成虫期・幼虫期マダラのRNA-seqと3つの生育ステージにおけるcuscuta虫こぶのRNA-seqを行なった。本年度は、(1) cuscuta虫こぶの詳細な形態観察、(2) シロイヌナズナを宿主としたcuscuta虫こぶの誘導およびシロイヌナズナ形質転換体の作出、(3) マダラ卵巣のRNA-seqの3つを実施した。(1) cuscuta虫こぶの詳細な形態観察により、虫こぶ内の幼虫の数に応じて虫こぶサイズが大きくなること、虫こぶの大部分は柔細胞に占められていること、虫こぶ成長段階により細胞分裂と細胞肥大の程度が異なることが明らかになった。また、維管束の誘導も積極的に生じている様子も観察された。(2) シロイヌナズナを宿主としたcuscuta虫こぶの誘導に成功したことから、シロイヌナズナ形質転換体の作出を行った。具体的には各種ホルモン応答マーカー遺伝子に蛍光タンパク質およびGUSをつけたコンストラクトを導入したシロイヌナズナ株の作出を行った。(3) マダラ卵巣のRNA-seqにより、卵巣特異的に発現し、分泌性シグナルを持つ新規遺伝子を約300絞り込んだ。

虫こぶ形成昆虫とその宿主植物の飼育は困難であったが、富山大学の土田博士らによりマダラケシツブゾウムシ(以降マダラ)とアメリカネナシカズラ(以降 cuscuta)の飼育系が確立された。本研究ではこのマダラーcuscutaの飼育系を用いて虫こぶ形成の分子機構を明らかにすることを目指す。 昨年度までに、成虫期・幼虫期マダラのRNA-seqと3つの生育ステージにおけるcuscuta虫こぶのRNA-seqを行なった。本年度は、(1) cuscuta虫こぶの詳細な形態観察、(2) シロイヌナズナを宿主としたcuscuta虫こぶの誘導およびシロイヌナズナ形質転換体の作出、(3) マダラ卵巣のRNA-seqの3つを実施した。(1) cuscuta虫こぶの詳細な形態観察により、虫こぶ内の幼虫の数に応じて虫こぶサイズが大きくなること、虫こぶの大部分は柔細胞に占められていること、虫こぶ成長段階により細胞分裂と細胞肥大の程度が異なることが明らかになった。また、維管束の誘導も積極的に生じている様子も観察された。(2) シロイヌナズナを宿主としたcuscuta虫こぶの誘導に成功したことから、シロイヌナズナ形質転換体の作出を行った。具体的には各種ホルモン応答マーカー遺伝子に蛍光タンパク質およびGUSをつけたコンストラクトを導入したシロイヌナズナ株の作出を行った。(3) マダラ卵巣のRNA-seqにより、卵巣特異的に発現し、分泌性シグナルを持つ新規遺伝子を約300絞り込んだ。