② 昆虫の発生分化・成長制御機構の解明

② 昆虫の発生分化・成長制御機構の解明

課題番号2013023130
研究機関名農業生物資源研究所
研究期間2011-2015
年度2013
研究問題2.農業生物に飛躍的な機能向上をもたらすための生命現象の解明と利用技術の開発
大課題(1)農作物や家畜等の生産性向上に資する生物機能の解明
中課題② 昆虫の発生分化・成長制御機構の解明
大項目第2 国民に対して提供するサービスその他の業務の質の向上に関する目標を達成するためとるべき措置
中項目1.試験及び研究並びに調査
摘要1. トビイロウンカに対する新規な成長制御剤のスクリーニング系を開発するために、昨年度樹立したカイコ培養細胞を用いた幼若ホルモン(JH)活性物質のスクリーニング系に、リファレンスレポーターを導入し、JH活性だけでなく抗JH活性についても高い確度で測定できるように系を改良した。また、384プレートを用いたハイスループットスクリーニングの実施に向けて系の最適化を行った。
2. JHシグナリングメカニズムを詳細に解析するために、コクヌストモドキの胚由来の培養細胞Tc81を樹立した。本細胞の特徴として、JH応答性が高く、またRNAiによる遺伝子ノックダウンが容易に行える。本細胞を用いてJHによる変態抑制遺伝子Kr-h1の誘導機構がカイコとコクヌストモドキで共通であることがわかった。また本細胞はJH以外のシグナル経路の解析にも利用できるものと期待される。
3. 簡便な脱皮ホルモン濃度の測定法を開発するために、脱皮ホルモンの初期応答性遺伝子E75Aのプロモーターを用いて、脱皮ホルモン 依存的にホタル・ルシフェラーゼを発現する培養細胞株を作出した。この細胞系を用いて、カイコ体液中の脱皮ホルモン濃度を測定したところ、従来のHPLC-RIA法で測定した結果と良く一致しており、正確な定量が可能であった。また、非ステロイド骨格を持つ脱皮ホルモンのアゴニストやアンタゴニストのスクリーニングにも利用できることを確認した。
4. トビイロウンカの殺虫剤イミダクロプリドに対する抵抗性機構を明らかにするために、ベトナム抵抗性系統において、候補原因遺伝 子CYP6ER1をRNAiによりノックダウンしたところ、感受性の回復が確認され、本遺伝子の高発現が抵抗性の一因であることを示した。
5. ミトコンドリア膜輸送体を標的とする新規害虫制御剤の開発に向け、タンパク質をコードするcDNAを調製するため、タバココナジラ ミ等、17種の害虫のRNA-seqを行った。トビイロウンカ等配列情報の分かっている昆虫も合わせた中から、17種のADP/ATP輸送体タンパク質遺伝子配列を決定し、8種のものについては酵母で発現する系へ供給した。
6. ゲノム編集技術を用いたカイコの遺伝子機能解析技術を確立するため、人工ヌクレアーゼ(TALEN)を用いたノックアウトカイコ作出の実験系の最適化を図り、完全に実用レベルにのせることができた。TALENを用いて、眠性変異体Mの候補遺伝子をノックアウトした結果、予想通りにカイコの幼虫脱皮回数が4回から5回に増える個体が出現した。また、JH生合成遺伝子JHAMT、及びJH受容体Met1, Met2のノック アウトカイコを作出し、表現型解析を行った。JHAMTの変異系統からは、2眠蚕となる個体が出現した。
7. ハチ目昆虫カブラハバチでのあらたな遺伝子機能解析手段として、TALENを利用した遺伝子ノックアウトを試みた。眼で特異的にEGFP遺伝子を発現する系統を用い、EGFP遺伝子を標的にした構成を卵に注入したところ、G0個体のおよそ2/3でGFPモザイク眼となり、TALEN の効果をハチ目ではじめて示した。
研究分担篠田 徹郎
塩月 孝博
小瀧 豊美
田中 良明
市川 明生
畠山 正統
中尾 肇
神村 学
秋月 岳
大門 高明
粥川 琢巳
予算区分技会交付金研究 イノベーション創出事業 文科省[科研費] その他
業績(1)Determination by LC-MS of juvenile hormone titers in hemolymph of the silkworm, Bombyx mori
(2)Establishment of transgenic silkworms expressing GAL4 specifically in the haemocyte oenocytoid cells
(3)Primordial germ cells in an oligochaete annelid are specified according to the birth rank order in the mesodermal teloblast lineage
(4)Epidermal mitosis associated with knob formation in the fifth instar larva of the Knobbed mutant of the silkworm, Bombyx mori
(5)Artificial activation of mature unfertilized eggs in the malaria vector mosquito, Anopheles stephensi (Diptera, Culicidae)
(6)Effects of ablation of the pars intercerebralis on ecdysteroid quantities and yolk protein expression in the blowfly Protophormia terraenovae
(7)Anatomical and functional analysis of domestication effects on the olfactory system of the silkmoth Bombyx mori
(8)Importance of juvenile hormone signaling arises with competence of insect larvae to metamorphose
(9)Morphological and genetic relationship of two closely-related giant water bugs: Appasus japonicus Vuillefroy and Appasus major Esaki (Heteroptera: Belostomatidae)
(10)Mutation of a novel ABC transporter gene is responsible for the failure to incorporate uric acid in the epidermis of ok mutants of the silkworm, Bombyx mori
(11)Hormonal regulation and developmental role of Kruppel homolog 1, a repressor of metamorphosis, in the silkworm Bombyx mori
(12)Pheromone responsiveness threshold depends on temporal integration by antennal lobe projection neurons
(13)Efficient TALEN construction for Bombyx mori gene targeting
(14)Transcriptome analysis of neuropeptides and G-protein coupled receptors (GPCRs) for neuropeptides in the brown planthopper Nilaparvata lugens
(15)Crystal structures of Mosher's salt and ester elucidated by X-ray crystallography
パーマリンクhttps://agriknowledge.affrc.go.jp/RN/3030203657
収録データベース研究課題データベース

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