昆虫の化学感覚遺伝子の同定と発現プロファイリング

Identification and Expression Profiling of Chemosensory Genes in via a Transcriptomic Analysis.

• Qiyun Xu
• Zhongzhen Wu
• Xinnian Zeng
• Xincheng An

抄録

昆虫の中でも最も多くの人に利用されているのは、クロバエである。臭気の検出に直接関与するタンパク質をコードしているのが化学感覚遺伝子である。本研究では、成虫の触角トランスクリプトームを解析し、化学感覚遺伝子を同定した。その結果、27個の臭気結合タンパク質（OBP）、5個の化学感覚タンパク質（CSP）、70個の臭気受容体（OR）、25個のイオノトロピック受容体（IR）、10個の味覚受容体（GR）、2個の感覚ニューロン膜タンパク質（SNMP）をコードする仮説的なユニ遺伝子が同定された。特定されたOBP、CSPおよびSNMPの組織特異的発現プロファイルをRT-PCRを用いて調べた。その結果、8個のOBP（、、、、）、1個のCSP（）、1個のSNMP（）が触角で優勢に発現していた。さらにリアルタイム定量PCR解析を行った結果、触角に多く発現するユニ遺伝子は、雄と雌でも発現に有意な差があることがわかった。また、性差のある遺伝子のうち、6個のORが女性に偏った発現を示しており、これらの遺伝子が排卵部位探索などの女性特有の行動に関与している可能性が示唆された。また、16個のORと2個のOBPは男性に偏った発現を示しており、これらの遺伝子が女性のフェロモン検出に重要な役割を果たしている可能性が示唆された。本研究は、女性のフェロモン検出に重要な役割を果たしている可能性を示唆するものである。これらのデータは、フタバエ類の化学受容遺伝子ファミリーの分化と進化に関する比較研究に有用な情報を提供するものである。

The black soldier fly, , is a cosmopolitan insect of the family Stratiomyidae (Diptera). Chemosensory genes encode proteins involved directly in the detection of odorants. In this study, we sequenced the antennal transcriptome of adults to identify chemosensory genes. Putative unigenes encoding 27 odorant binding proteins (OBPs), five chemosensory proteins (CSPs), 70 odorant receptors (ORs), 25 ionotropic receptors (IRs), 10 gustatory receptors (GRs) and two sensory neuron membrane proteins (SNMPs) were identified. Tissue-specific expression profiles of the identified OBPs, CSPs and SNMPs were investigated using RT-PCR. Eight OBPs (, , , and ), one CSP () and one SNMP () were predominantly expressed in antennae. Further real-time quantitative PCR analyses revealed that the antennae-enriched unigenes also exhibited significant differences in expression between males and females. Among the sex-biased unigenes, six ORs showed female-biased expression, suggesting that these genes might participate in female-specific behaviors such as oviposition site searching. Sixteen ORs and two OBPs showed male-biased expression, indicating that they may play key roles in the detection of female sex pheromones. Our study is the first attempt to delineate the molecular basis of chemoreception in . Our data provide useful information for comparative studies on the differentiation and evolution of Dipteran chemosensory gene families.

Copyright © 2020 Xu, Wu, Zeng and An.