共生系の季節適応：昆虫－微生物における共進化機構の解明

共生系统的季节适应：阐明昆虫-微生物共同进化机制

• 批准号: 13J08758
• 负责人: 森山 実
• 金额: $ 3万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J08758/
• 关键词: 共生細菌; 休眠; 体色; 季節適応; 昆虫; 内部共生; 温度耐性

昆虫の体色は適応度に直結する重要な形質である。体色の構成要素となる生体色素の合成にはチロシン・トリプトファンなどの必須アミノ酸やカロテノイドといった昆虫が自身で合成できない栄養素が必要であり、そのため、共生微生物による栄養補完が関与していると推測される。そこで、本年度は、チャバネアオカメムシ成虫における体色形成の分子生理機構の解明について、とりわけ、季節の変化に伴って可逆的に体色を変化させる現象の解明に着目して、研究を進めた。結果、カロテノイドに由来する黄色色素が通常繁殖期の個体が呈する鮮やかな緑色の体色に寄与していることを明らかとした。また、休眠に伴って誘導される茶色の体色は主にプテリジン系色素が表皮細胞に蓄積することで形成されることを解明した。さらに、RNAseqトランスクリプトーム解析をおこない、非休眠と休眠固体の表皮で発現する遺伝子を比較し、体色の変化を誘導する分子経路を推定した。その他、昆虫類に普遍的に感染しており、寄生的な共生細菌として知られるWolbachiaにおいて、リボフラビン（ビタミンB2）の合成能が広く保持されていること、およびその供給が宿主昆虫の適応度に貢献していることを証明し、Wolbachiaの相利共生者としての側面について理解を深めた。さらに、チロシン供給に特化したクロカタゾウムシ共生細菌の栄養生理学的解析、セミ類にみられる微生物の共生に特殊化した器官の組織学的解析、モンゼンイスアブラムシのゴール修復因子の生化学的解析など、昆虫-微生物相互作用に関わる課題の解明に携わった。

Insect body color is an important part of body quality. The composition of body color and the synthesis of bio-pigments are necessary for the synthesis of nutrients by insects themselves. It is speculated that symbiotic microorganisms are necessary for the synthesis of nutrients. This year, we have made progress in understanding the molecular physiological mechanism of body color formation in adults, seasonal changes and reversible body color changes. As a result, the yellow pigment was produced in the normal breeding period, and the green pigment was produced in the normal breeding period. Dormancy is accompanied by the formation of brown pigment, which is mainly responsible for the accumulation of pigment in epidermal cells. The molecular pathway of the epidermis of non-dormant and dormant solids was estimated by comparing the molecular pathway of the epidermis with that of non-dormant and dormant solids The synthetic energy of the common parasitic symbiotic bacteria in other insects and insects can be maintained in the presence of Wolbachia, which contributes to the fitness of the host insect. In addition, the analysis of the physiological characteristics of symbiotic bacteria, the histological characteristics of symbiotic organs, the biochemical characteristics of repair factors, and the solution of problems related to insect-microorganism interaction are also discussed.

项目成果

モンゼンイスアブラムシ兵隊が示すゴール修復の分子基盤と共生細菌ブフネラの関与

蚜虫显示瘿修复的分子基础和共生细菌 Buchnera 的参与

• 发表时间: 2016
• 作者: Kaiwa N;Hosokawa T;Nikoh N;Tanahashi M;Moriyama M;Meng XY;Maeda T;Yamaguchi K;Shigenobu S;Ito M;Fukatsu T;森山実・二橋亮・深津武馬;沓掛磨也子・森山実・深津武馬
• 通讯作者: 沓掛磨也子・森山実・深津武馬

Symbiont-Supplemented Maternal Investment Underpinning Host's Ecological Adaptation

• DOI: 10.1016/j.cub.2014.08.065
• 发表时间: 2014-10-20
• 期刊: CURRENT BIOLOGY
• 影响因子: 9.2
• 作者: Kaiwa, Nahomi;Hosokawa, Takahiro;Fukatsu, Takema
• 通讯作者: Fukatsu, Takema

Ecdysteroid promotes cell cycle progression in the Bombyx wing disc through activation of c-Myc

• DOI: 10.1016/j.ibmb.2015.11.008
• 发表时间: 2016-03-01
• 期刊: INSECT BIOCHEMISTRY AND MOLECULAR BIOLOGY
• 影响因子: 3.8
• 作者: Moriyama, Minoru;Osanai, Kohji;Kawasaki, Hideki
• 通讯作者: Kawasaki, Hideki

共生細菌Nardonellaはチロシンの合成を介してクロカタゾウムシのクチクラ形成に関与する

共生细菌纳多氏菌通过酪氨酸的合成参与黑蜗牛角质层的形成。

• 发表时间: 2015
• 作者: Venkatachalam N.;Yamano T.;Hemmer E.;Hyodo H.;Klshimoto H.;Soga K;安佛尚志・森山実・深津武馬
• 通讯作者: 安佛尚志・森山実・深津武馬

クヌギカメムシ卵塊ゼリーの組成および機能

臭虫卵块果冻的成分与功能

• 发表时间: 2014
• 作者: Yamano T.;Soh T.;Oki Y.;Uchiumi F.;Kishimoto H;森山実・松浦優・深津武馬;松浦優・棚橋薫彦・森山実・菊池義智・深津武馬;貝和奈穂美・細川貴弘・棚橋薫彦・森山実・深津武馬
• 通讯作者: 貝和奈穂美・細川貴弘・棚橋薫彦・森山実・深津武馬