脱皮ホルモンの消失が休眠を誘導し耐寒性を強める分子機構－遺伝子カスケード－の解明

阐明蜕皮激素缺失诱导休眠和增强耐寒性的分子机制 - 遗传级联

基本信息

批准号：
26292179
负责人：
神村学
金额：
$ 5.99万
依托单位：
National Institute of Agrobiological Sciences
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-26292179/
关键词：
休眠脱皮ホルモンオオワタノメイガ

项目摘要

脱皮ホルモンの役割は、昆虫の脱皮・変態を引き起こすことだけではない。申請者は最近、脱皮ホルモン濃度を人為的に下げることにより、オオワタノメイガに幼虫休眠を誘導して、耐寒性を付与することに成功した。しかし、そのメカニズムの詳細は不明である。そこで本研究では、脱皮ホルモンの消失が休眠を誘導し耐寒性を強くする分子機構を解明することを目的として、①オオワタノメイガの休眠誘導過程で特異的に発現する遺伝子を探索した後、②遺伝子導入実験により休眠や耐寒性に実際に関与する遺伝子を同定し、さらに、③生理・生化学的解析等によりそれらの遺伝子産物の機能を明らかにする。以上の解析により、いずれの昆虫でも詳しいことが全くわかっていない休眠誘導、耐寒性獲得の遺伝子カスケードを解明することを目指す。オオワタノメイガの休眠虫、非休眠虫、および脱皮ホルモン分解酵素E22O処理により人為的に休眠を誘導した虫の脂肪体および真皮からRNAを抽出してRNA-seq解析を行い、休眠誘導過程で特異的に発現する遺伝子を探索した。その結果、非休眠虫では発現しないが、休眠虫とE22O処理虫の両方で発現する遺伝子が複数得られた。さらに、これらの遺伝子の発現をRT-PCRで調べ、休眠誘導過程で特異的に発現することを確認した。次に、オオワタノメイガを使ってこれらの遺伝子の機能解析を行うために、リポフェクションによる遺伝子発現実験の至適化を行った。その結果、若齢～中齢幼虫に緑色蛍光タンパク質発現プラスミドをリポフェクションすることにより、幼虫の全身で緑色蛍光タンパク質を発現できるようになった。現在、休眠誘導遺伝子候補の機能解析を行うため、これらの遺伝子の発現プラスミドを構築中である。

摩尔激素的作用不仅在于引起昆虫的摩擦和变形。最近，申请人通过人为降低的蛾激素水平成功地诱导了猩红色飞蛾的幼虫休眠，从而赋予了冷耐受性。但是，该机制的细节尚不清楚。因此，在这项研究中，为了阐明分子机制，其中摩西或其消失会诱导休眠并增强冷容忍，1）搜索在外科医生的休眠期间特异性表达的基因，2）通过基因和冷的基因识别基因，这些基因实际上涉及这些基因，这些基因实际上涉及这些基因，这些基因的基因和3）的基因，以及这些基因，以及这些基因的基因，以及这些基因的基因，以及3），以及3），这些基因的基因和3）的作用。生理和生化分析等通过上述分析，我们的目的是阐明遗传性诱导和冷耐受性的遗传级联，那里尚未完全了解昆虫。从炎热的昆虫的脂肪体和真皮中提取RNA，通过治疗蜕皮激素降解酶E22O和RNA-SEQ分析的蜕皮激素降解酶通过治疗蜕皮激素降解，以搜索在整个增强过程中搜索特定表达的基因。结果，获得了多种基因，这些基因在非休眠昆虫中未表达，但在休眠昆虫和E22O处理的昆虫中都表达。此外，通过RT-PCR检查了这些基因的表达，并确认它们是在休眠诱导过程中特异性表达的。接下来，为了使用鲑鱼糖浆对这些基因进行功能分析，我们使用LiPofection优化了基因表达实验。结果，通过将绿色荧光蛋白表达质粒质质质粒到幼虫至中间幼虫，可以在幼虫的整个体内表达绿色荧光蛋白。当前，正在构建这些基因的表达质粒，以便在功能上分析候选的休眠基因。