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

控制蚜虫世代光周期的季节定时器研究

• 批准号: 17J00016
• 负责人: 松田 直樹
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J00016/
• 关键词: 光周性; 昆虫; 生物時計; 季節適応; アブラムシ; 生理学; 時間生物学; 表現型多型

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。

エ ン ド ウ ヒ ゲ ナ ガ ア ブ ラ ム シ に お け る egg-laying メ ス と オ ス の output を mother (dry), overwintering generation か ら plural generation に わ た っ て inhibit す る season タ イ マ ー に つ い て, the following 3 つ の の research を be applied し た. 【 season タ イ マ ー の ecological significance の 検 certificate 】 "season タ イ マ ー は autumn に production む べ き struck sexual reproduction type を spring に mistakenly っ て production ん で し ま う の を ぐ prevention service cut が あ る" と い う 仮 said を 検 card す る こ と を purpose と し た. Kyoto の spring の natural の temperature と day long の も と で タ イ マ ー オ ン の dry mother と タ イ マ ー オ フ の viviparous メ ス を rearing し, こ れ ら が production ん だ son の reproductive type を adjustable べ た. そ の results, タ イ マ ー オ ン の dry mother が struck sexual reproduction type を ま っ た く production ま な か っ た side, タ イ マ ー オ フ の most individual の が オ ス や egg-laying メ ス を production ん だ. Results before the annual の be 験 と あ わ せ て investigation す る と, seasonal タ イ マ ー は warm か い spring の 気 hou の も と で mistakenly っ て induced さ れ る struck sexual reproduction type の output を ぐ prevention こ と が shown さ れ た. 【 season タ イ マ ー に masato even す る heritage 伝 son の explore 】 before annual か ら ト ラ ン ス ク リ プ ト ー ム parsing を 継 続 し, seasonal タ イ マ ー の オ ン · オ フ と day long に よ っ て 発 now quantity が - move す る heritage 伝 son を explore し た. Between group で 発 が now - move し た posthumous son 伝 に つ い て GO parsing に よ る presumption function を し た results, タ イ マ ー オ フ か つ short day に お い て high 発 now し た heritage 伝 subgroup に ヒ ス ト ン modified masato even heritage 伝 son が intentionally に く more contain ま れ て い た. こ の results か ら, seasonal タ イ マ ー と day long が reproductive polymorphism を suppression す る molecular メ カ ニ ズ ム に ヒ ス ト ン modified が masato and す る こ と が shown さ れ た. 【 オ ー プ ン ク ロ マ チ の ン field analytical 】 ト ラ ン ス ク リ プ ト ー ム parsing を の results by け て, seasonal タ イ マ ー の オ ン · オ フ に with う オ ー プ ン ク ロ マ チ の ン field variations change を parsing す る ATAC - seq を line っ た. タ イ マ ー オ ン と オ フ の individual を そ れ ぞ れ long day と short day で rearing し, adult の somatic cell nuclear か ら spare し た DNA か ら good quality な ATAC - seq ラ イ ブ ラ リ を made し た. Next generation DNA シ ー ケ ン サ ー に よ り salt base with column デ ー タ を obtain し, ア ブ ラ ム シ の body に symbiotic す る bacteria に origin す る match column を except い た う え で, リ ー ド が concentrated す る line field analytical を の っ て い る.

项目成果

エンドウヒゲナガアブラムシの季節タイマーに関連した発現変動遺伝子の探索

寻找豌豆蚜表达变化与季节计时器相关的基因

• 发表时间: 2019
• 作者: Matsuda;N.;Kanbe;T.;Akimoto;S. and Numata;H.;松田直樹・神戸崇・遠藤淳・秋元信一・沼田英治;松田直樹・沼田英治・宇高寛子
• 通讯作者: 松田直樹・沼田英治・宇高寛子

Transgenerational seasonal timer for suppression of sexual morph production in the pea aphid, Acyrthosiphon pisum.

• DOI: 10.1016/j.jinsphys.2017.06.008
• 发表时间: 2017-08
• 期刊: Journal of insect physiology
• 影响因子: 2.2
• 作者: Naoki Matsuda;T. Kanbe;S. Akimoto;H. Numata

季節タイマーが切れたエンドウヒゲナガアブラムシは春に両性生殖型を産む

季节性计时器到期的豌豆蚜在春季产生双性繁殖类型。

• 发表时间: 2018
• 作者: Zhang;W.;Li;J.;Shi;X.;Hikichi;Y.;Zhang;Y. and Ohnishi;K.;松田直樹・神戸崇・秋元信一・沼田英治
• 通讯作者: 松田直樹・神戸崇・秋元信一・沼田英治

Transgenerational seasonal timer in aphids (In Biological Rhythms. Ken-ichi Homma K, Sato Homma eds.)

蚜虫的跨代季节性定时器（生物节律中。Ken-ichi Homma K，Sato Homma 编辑）

• 发表时间: 2020
• 作者: Naoki Matsuda;Hideharu Numata
• 通讯作者: Hideharu Numata

エンドウヒゲナガアブラムシの世代を超えた季節タイマーの性質

豌豆蚜季节性计时器的跨代性质

• 发表时间: 2017
• 作者: Zhang;W.;Li;J.;Shi;X.;Hikichi;Y.;Zhang;Y. and Ohnishi;K.;松田直樹・神戸崇・秋元信一・沼田英治;松田直樹・沼田英治・神戸崇・秋元信一
• 通讯作者: 松田直樹・沼田英治・神戸崇・秋元信一