世代を越えてアブラムシの光周性を制御する季節タイマーの研究

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エンドウヒゲナガアブラムシにおける卵生メスとオスの産出を、越冬世代(幹母)から複数世代にわたって抑制する季節タイマーについて、以下の3つの研究を実施した。【季節タイマーの生態的意義の検証】「季節タイマーは秋に産むべき両性生殖型を春に誤って産んでしまうのを防ぐ役割がある」という仮説を検証することを目的とした。京都の春の自然の温度と日長のもとでタイマーオンの幹母とタイマーオフの胎生メスを飼育し、これらが産んだ子の生殖型を調べた。その結果、タイマーオンの幹母が両性生殖型をまったく産まなかった一方、タイマーオフの個体の大部分がオスや卵生メスを産んだ。前年度の実験結果とあわせて考察すると、季節タイマーは暖かい春の気候のもとで誤って誘導される両性生殖型の産出を防ぐことが示された。【季節タイマーに関連する遺伝子の探索】前年度からトランスクリプトーム解析を継続し、季節タイマーのオン・オフと日長によって発現量が変動する遺伝子を探索した。群間で発現が変動した遺伝子についてGO解析による機能推定をした結果、タイマーオフかつ短日において高発現した遺伝子群にヒストン修飾関連遺伝子が有意に多く含まれていた。この結果から、季節タイマーと日長が生殖多型を制御する分子メカニズムにヒストン修飾が関与することが示された。【オープンクロマチン領域の解析】トランスクリプトーム解析の結果を受けて、季節タイマーのオン・オフに伴うオープンクロマチン領域の変化を解析するATAC-seqを行った。タイマーオンとオフの個体をそれぞれ長日と短日で飼育し、成虫の体細胞核から抽出したDNAから良質なATAC-seqライブラリを作成した。次世代DNAシーケンサーにより塩基配列データを取得し、アブラムシの体内に共生する細菌に由来する配列を除いたうえで、リードが集中する領域の解析を行っている。