シロオビアゲハのベイツ型擬態に関わる紋様形成の分子機構

白脸燕尾贝氏拟态相关模式形成的分子机制

• 批准号: 11J05901
• 负责人: 西川 英輝
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J05901/
• 关键词: シロオビアゲハ; ベニモンアゲハ; ベイツ型擬態; RNA sequencing; 色素同定

擬態の進化を明らかにするうえで、モデルとの紋様形成の対比は重要である。そこで紋様の色はどのような色素でできているか、紋様の位置決定はどのようになされているかに着目して研究を行った。まず擬態のモデルであるベニモンアゲハの赤色色素の同定を試みた。ベニモンアゲハの赤色領域を切り出し、70%メタノール溶液中で50、60、70、80度に加温し色素を抽出した。抽出した色素液の吸光度測定を行ったところ、503nm付近に最大吸収波長をもつことが分かった。次に逆相HPLCで分析を行った。溶出条件は0/0-10/0-80/70-95/70(min/%アセトニトリル)のように行った。粗抽出液の最大吸収波長である503nmのクロマトでのピークを検出すると、20から30分付近に多くのピークが観察された。この中にはメインのピークとして27.6分(ピーク1)と28.0分(ピーク2)の2つがあることが明らかとなった。この2つのピークをそれぞれ分取し、質量分析、および精密質量分析を行ったところ、ピーク1は質量数658.2、元素組成C30H34N4O11Sであり、ピーク2は質量数688.2、元素組成C31H36N4O12Sであることが明らかとなった。シロオビアゲハについてもベニモンアゲハ同様に抽出を行い、HPLC分析を行ったが目立ったピークは得られず、両種の赤色色素は異なっていることがわかった。このことからベイツ型擬態は収斂的に進化してきたことが示唆された。次に擬態紋様の位置決定にどのような遺伝子が関与しているかを網羅的に探索するためにRNA sequencingによる解析を行った。現在解析途中であるために明確な結論は述べられないが、多数の転写因子や酸化還元に関わる酵素などが強く発現していることがわかった。今後両種について比較解析を行い、その候補遺伝子についてin situ hybridizationなどの発現解析や機能解析を行えば、擬態の進化についてさらなる知見が得られると考えられる。

在阐明模仿的演变时，模式形成与模型之间的对比很重要。因此，我们进行了研究，重点介绍了模式的颜色以及如何确定模式的位置。首先，我们试图识别鲑鱼燕尾的红色色素，这是一种模仿模型。在70％的甲醇溶液中，将ROE燕尾的红色区域切出并加热至50、60、70和80度以提取染料。发现提取的染料溶液的吸光度测量在503 nm附近具有最大吸收波长。然后通过反向相HPLC进行分析。洗脱条件如下：0/0-10/0-80/70-95/70（最小/％乙腈）。当检测到503 nm处的峰值时，检测到粗提取物的最大吸收波长，观察到许多峰值在20至30分钟左右。已经揭示了两个主要峰为27.6分钟（峰值1）和28.0分钟（峰值2）。收集了这两个峰，并进行了质谱和精度质谱，并发现峰值1的质量为658.2，元素组成C30H34N4O11S，峰值2的质量为688.2，质量为688.2，元素组成C31H36N4OO12S。将白眼鱼以与白眼燕尾相同的方式提取，但进行了HPLC分析，但没有获得明显的峰，并且发现这两种物种的红色颜料都不同。这表明贝茨型模拟物已经趋同地发展。接下来，我们进行了RNA测序分析，以全面搜索确定模拟模式位置的哪种基因。尽管由于目前正在进行分析，因此无法得出明确的结论，但已经发现，与氧化和氧化还原有关的许多转录因子和酶都得到了强烈表达。将来，对物种和表达的比较分析以及对候选基因（例如原位杂交）的功能分析将是可能的，并且将获得有关模拟物的进化的进一步知识。

项目成果

シロオビアゲハとベニモンアゲハの蛹期の翅の遺伝子発現の比較解析

燕尾燕和燕尾燕蛹期翅膀基因表达量对比分析

• 发表时间: 2011
• 作者: 堀部貴大;波多野学;石原一彰;西川英輝
• 通讯作者: 西川英輝