甲虫における構造色の形成メカニズムと適応的意義

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本研究課題では、フェモラータを中心としたコウチュウ目を対象に、1)構造色の形成メカニズムの解明、2)構造色の生態学的意義を明らかにすることを目的としている。構造色形成メカニズムの解明にはRNAseqによる比較トランスクリプトーム解析とRNAi法による操作実験を行う計画であった。また、蛹時の構造色形成過程におけるTEM（透過電子顕微鏡）又はSEM（走査電子顕微鏡）による観察から、構造色と色の形成がどのように行われるのかを明らかにする予定であった。構造色の適応的意義の検証(目的2)は、構造色の色彩評価と野外・室内での行動観察によって明らかにする計画であった。本年度では、フェモラータオオモモブトハムシに目的遺伝子の発現抑制を行い、コントロール個体と対象遺伝子RNAi個体の定構造色形成期間に光の反射率で形成される構造色の色を測定し、定量化と比較を行った。結果、コントロール個体は構造色が緑色を経て本来の色である赤紫の構造色を形成するのに対し、RNAi個体は緑色で構造色が維持されることが明らかとなった。次に、構造色の形成が完了した個体の鞘翅断面をSEMで観察し、構造色の形成される層に違いがあるか調べた。結果、コントロール個体と対象遺伝子RNAi個体との間では、構造色が形成されるクチクラ層の暑さが異なっていることがわかった。コントロール個体と対象遺伝子RNAi個体との間で、どのような遺伝子の発現に違いがあるのかを調べるため、RNAseqによる比較トランスクリプトーム解析も行った。解析から、遺伝子発現が有意に異なる遺伝子が225個見つかった。