게시 및 게시 날짜 : 2016/01/11

환경 박테리아에서 진화하는 안전한 바카라 사이트 박테리아

-일본 군도의 야외 곤충 개체군에 의해 포착 된 상징적 진화 과정-

포인트

  • 장내 안전한 바카라 사이트 박테리아가 해충 독일의 악취 버그 인구가 다르다는 것을 감지했습니다
  • 배양 할 수있는 안전한 바카라 사이트 박테리아와 잠재적 인 안전한 바카라 사이트 잠재력이있는 환경 박테리아가 있습니다
  • 안전한 바카라 사이트의 기원과 진화에 대한 이해, 해충의 환경 적응 메커니즘을 이해하고 통제에 기여할 수있는 가능성


요약

고위 산업 과학 기술 연구소 [Nakabachi Ryoji 의장] (이하 AIST ") 생물학적 프로세스 연구 부서 [타무라 구히로 (Tamura Guhiro) 의장] Fukatsu Takema 최고 연구원 (및 이사), 생물 학적 안전한 바카라 사이트 및 진화 연구 그룹의 이사 및 전직 전문 연구원 (현재 교수님, Kyushu)의 연구원과 함께, Kyush and University의 전 특수 연구 연구원 및 Kyush and University의 연구원 Ryukyus의 오픈 대학교와 오키나와 과학 기술 대학원 대학원에서 장 장관안전한 바카라 사이트 박테리아생존에 필수적인 농업 해충Dragonfly 악취 버그에서, 안전한 바카라 사이트 박테리아는 Hokkaido, Honshu, Shikoku, Kyushu 등의 그룹의 단일 종인 것으로 밝혀졌습니다 (이하는 일본의 본토 "라고 함)

Nansei 섬의 악취 버그 집단에 대한 자세한 분석에 따르면 (1) 악취 버그는 시험관 내 외부에서 배양 할 수 없습니다수직 감염차세대만으로 전염되는 안전한 바카라 사이트 박테리아; (2) 악취 버그는 시험관 내 밖에서 배양 할 수 있으며 환경에서 생존 할 수 있으며 수직으로 감염 될 수 있습니다환경 획득다른 종의 안전한 바카라 사이트 박테리아와 같은 다른 진화 단계에서 다양한 안전한 바카라 사이트 박테리아와 다른 종의 악취 벌레를 감염시킬 수있는 다양한 안전한 바카라 사이트 박테리아 및 (3) 실험적으로 감염 될 때 시대적으로 살지 않는 환경 박테리아 다시 말해, 난 세이 제도에서는 독일의 악취 버그 사이의 장 안전한 바카라 사이트 관계는 일본 본토에서와 같이 확립되지 않았으며, 여전히 역동적 인 진화 과정을 겪고 있음이 밝혀졌습니다

이전에, 새롭고 고급 안전한 바카라 사이트 관계가 확립 될 때의 특정 과정과 메커니즘은 잘 이해되지 않았지만, 안전한 바카라 사이트 진화의 진행중인 과정을 자연적으로 포착함으로써, 우리는 안전한 바카라 사이트의 기원과 진화를 이해하는 데 크게 개선 될 수있을뿐만 아니라 환경의 환경 적 적응의 메커니즘을 통제로 이해할 수 있습니다

이 결과는 2016 년 1 월 11 일 오후 11시 (일본 시간)자연 미생물학에 온라인 게시 (자연 미생물학)

독일어 악취 버그 (왼쪽)의 Midgut Symbiotic Organ (오른쪽) 사진
독일어 악취 버그의 중간 (왼쪽)Combiotic organ(오른쪽)
분리 된 위장관의 녹색 회전은 국소 장관 안전한 바카라 사이트 박테리아를 나타냅니다


연구의 사회적 배경

인간을 포함한 다양한 동물의 소화관은 다양한 박테리아, 곰팡이, 원생 동물 등으로 구성되어 있습니다Microbiota가 있으며 다양한 생물학적 기능을 담당합니다 최근에는 인간이 건강, 질병, 비만 등으로 고통 받고 있습니다박테리아 식물상장내 미생물 총의 다양성, 기능 및 기원에 대한 연구가 참여하고 있습니다

40,000 종 이상의 악취 벌레가 전 세계적으로 알려져 있으며 일본에서만 1,500 종 이상의 종이 알려져 있으며 종종 농작물의 해충입니다 이러한 이유로, 그것은 농업과 경제의 관점에서 자세히 설명 될 것으로 예상되는 중요한 곤충 그룹이지만, 위장관의 뒤쪽 끝은 안전한 바카라 사이트 기관으로서 특수한 (종종 단일 종) 박테리아를 성장과 생식에 필수적입니다 이 박테리아는 비타민 및 필수 아미노산과 같은 영양소를 공급하며 많은 경우에 신체 밖에서자를 수 없습니다

진보 된 생물학적 기능을 수행하는이 특수한 안전한 바카라 사이트 박테리아는 또한 환경에 존재하는 정상적인 박테리아라고 생각되지만 환경 박테리아의 안전한 바카라 사이트 박테리아가 높은 안전한 바카라 사이트 박테리아의 생성으로 이어진 과정과 메커니즘에 대해서는 잘 알려져 있지 않았습니다

연구 기록

AIST는 곤충과 안전한 바카라 사이트 박테리아 사이의 진행된 상호 작용을 이해할뿐만 아니라 곤충 내에 안전한 바카라 사이트적으로 존재하는 박테리아의 중요한 생물학적 기능을 명확히하기 위해 노력해 왔습니다 특히, 농업 해충으로 중요한 악취 벌레의 장 안전한 바카라 사이트 박테리아와 관련하여, 우리는 "안전한 바카라 사이트 박테리아로 인한 곤충 해충의 발견"(AIST : 바카라 사이트 추천 박테리아에 의한 곤충 해충의), "해충을 살충제에 내성을 만드는 안전한 바카라 사이트 박테리아 발견"(AIST : 해충이 살충제에 내성을 만드는 공생 에볼루션), "곤충과 박테리아 사이의 안전한 바카라 사이트에서 폴리 에스테르의 새로운 기능"(AIST : 곤충과 박테리아의 바카라 추천에서 폴리 에스테르의), "해충 악취 버그가 신체에 안전한 바카라 사이트 박테리아를 취하는 독특한 메커니즘 이해"(AIST : 해충 악취 버그가 공생 실시간 바카라아를 신체로)와 같은 결과를 달성했습니다 이번에 우리는 농업 해충 인 일본 군도에서 장내 안전한 바카라 사이트 박테리아의 다양성을 발견하고 형성 과정과 메커니즘을 명확히하기 위해 노력했습니다

이 연구는 과학 연구 및 기본 연구를위한 과학 보조금 홍보를위한 일본 사회의 지원으로 수행되었습니다

연구 컨텐츠

독일 악취 버그 (그림 1A)의 소화관의 뒷면에는 특수 안전한 바카라 사이트 기관이 있으며 (그림 1B), 내부에는 대장균과 밀접한 관련이있는 안전한 바카라 사이트 박테리아 (여기서는 안전한 바카라 사이트 박테리아 A) (그림 1C) 이 안전한 바카라 사이트 박테리아는 유충의 성장에 필수적이며, 모체 곤충은 알을 낳을 때 계란 표면에 안전한 바카라 사이트 박테리아를 함유 한 분비물을 적용하고 부화 된 유충 섭취를 할 때 안전한 바카라 사이트 박테리아의 수직 감염을 일으킬 수 있습니다 (그림 1D)

이전에는 Honshu의 독일 악취 버그가 연구의 대상 이었지만, 우리가 42 명의 집단에 대해 장내 안전한 바카라 사이트 박테리아를 조사했을 때, 448 명의 일본 군도에서 수집 된 448 명, 6 가지 유형의 장내 안전한 바카라 사이트 박테리아 (여기서는 Symbiotic Bacteria A, B, C, D, E, F)가 확인되었습니다 (그림 1E) 이 중, 일본 본토에서 안전한 바카라 사이트 박테리아 A 만 발견되었지만, Nansei Islands 인구에서 안전한 바카라 사이트 박테리아 B가 검출되었으며, 안전한 바카라 사이트 박테리아 C, D, E 및 F는 낮은 빈도에서 공존했습니다 (그림 2) Nansei 섬들 중에서, 안전한 바카라 사이트 박테리아 C는 Miyakojima에서 탁월한 고주파에서 검출되었습니다

독일어 악취 버그 및 장 안전한 바카라 사이트 박테리아의 사진과 다이어그램
그림 1 : 독일어 악취 버그 및 장 안전한 바카라 사이트 박테리아
(a) 성인, (b) 절제 된 후방 위장관 (안전한 바카라 사이트 기관은 화살표로 표시됨), (c) 안전한 바카라 사이트 박테리아의 광학 미세한 이미지, (d) 계란 표면에서 안전한 바카라 사이트 박테리아의 안전한 바카라 사이트 박테리아를 습득하는 부화 유충, (d) 6 종의 안전한 바카라 사이트 학적 관계를 획득하는 부화 유충, (D) 집단 (리보솜 RNA 유전자의 뉴클레오티드 서열에 근거)

일본 독일어 악취 버그 집단에서 장내 안전한 바카라 사이트 박테리아 감염 분포
그림 2 : 일본 독일어 악취 버그 인구에서 장내 안전한 바카라 사이트 박테리아의 분포

계란 표면이 멸균되고 부화 유충에 안전한 바카라 사이트 박테리아의 수직 감염이 제거되었을 때, 안전한 바카라 사이트 박테리아를 제거한 대부분의 곤충은 애벌레 단계에서 사망했으며, 간신히 성인이 된 개인은 왜소한 신체 색상을 가졌다 (도 3) 안전한 바카라 사이트 박테리아 A, B, C, D, E 및 F와 공통적으로 유사한 결과가 얻어졌으며, 6 개의 안전한 바카라 사이트 박테리아는 모두 유충의 정상적인 성장에 필수적인 것으로 밝혀졌다

숙주 악취 버그에 장내 안전한 바카라 사이트 박테리아 제거 효과의 그림
그림 3 호스트 악취 버그에 장내 안전한 바카라 사이트 박테리아 제거 효과
(a) 성인 배아 비율, (b) 성인 배아 배아

또한, 우리가 안전한 바카라 사이트 장기를 재배하려고 할 때, 안전한 바카라 사이트 박테리아 A와 B는 전혀 자라지 않았지만 안전한 바카라 사이트 박테리아 C, D, E 및 F는 쉽게 재배 될 수있었습니다게놈 서열 요약| 안전한 바카라 사이트 박테리아 A와 B의 게놈은 안전한 바카라 사이트 박테리아 C, D, E, F, 아마도 안전한 바카라 사이트의 진화 중게놈 감소발전하여 숙주 몸 밖에서 확산하기가 어렵습니다

또한, 안전한 바카라 사이트 박테리아 B에 원래 감염된 독일의 악취 벌레의 난자 표면은 멸균되었고 안전한 바카라 사이트 박테리아 C, D, E 및 F 안전한 바카라 사이트 박테리아 (도 4A)를 대체하여 부화 된 유충에서 배양 된 안전한 바카라 사이트 박테리아 (도 4B)에 동등한 성장을 보였다 안전한 바카라 사이트 박테리아 A에 원래 감염된 독일의 악취 버그를 사용할 때 유사한 결과가 얻어졌으며,이 6 개의 안전한 바카라 사이트 박테리아는 숙주 성장에 필수적인 유사한 생리 학적 기능을 갖는 것으로 생각된다

호스트 악취 버그에 장의 장 안전한 바카라 사이트 박테리아 대체 효과 사진
그림 4 호스트 악취 버그에 장관 안전한 바카라 사이트 박테리아 교체의 효과
(a) 배양 된 안전한 바카라 사이트 박테리아에 대한 실험 감염 시스템, (b) 원래 안전한 바카라 사이트 박테리아 B에 감염된 악취 버그 (가장 왼쪽), symbiotic 박테리아 C, D, E 및 F로 실험적으로 대체 된 악취 버그 (오른쪽)에 감염된 악취 버그 (왼쪽)와 같은 실험 감염 시스템

안전한 바카라 사이트 박테리아 C, D, E, F가 배양 가능하다는 사실은 자연 환경에서 살아남을 수 있음을 의미합니다 표면 스테 틸리트 알에서 태어난 독일 악취 벌레의 부화 유충은 6 일 동안 이시가키 섬 서식지에서 수집 한 토양에 노출 된 다음 깨끗한 음식과 용기로 자랐습니다 1,005 부화 유충의 대다수는 죽었지 만 85 명은 성인에 도달했습니다 이 중 14 개는 난쟁이가 있었고 비정상적인 신체 색상을 가졌으며 안전한 바카라 사이트 박테리아를 운반하지 않는 것으로 생각되었으며 (도 5C) 나머지 71 명은 정상적인 성인이었습니다 (그림 5B, D-L) 박테리아의 대부분은 안전한 바카라 사이트 박테리아 C, D 또는 E로 감염되었으며 나머지는 새로운 박테리아 (바람직하게는 환경 박테리아 X1-X6)로 감염되었습니다 (그림 5B-L) 이러한 결과는 환경에 독일의 악취 버그에 의해 배양 될 수있는 안전한 바카라 사이트 박테리아 C, D 및 E가 포함되어 있으며, 다양한 환경 박테리아에는 독일의 악취 버그에 대한 잠재적 안전한 바카라 사이트 능력이있는 환경 박테리아가 포함되어 있음을 보여줍니다

토양 환경에서 안전한 바카라 사이트 박테리아의 획득 실험 증명 사진
그림 5 토양 환경에서 안전한 바카라 사이트 박테리아의 획득 실험 증명
(a) 토양 박테리아에 대한 실험 감염 시스템, (b) 녹색 춘분 성인에 감염된 박테리아의 분해, (C-L) 춘분 성인의 외관 및 감염된 박테리아

우리가 Nansei 제도에 분포 된 다양한 악취 버그를 조사했을 때, 독일어 악취 버그의 안전한 바카라 사이트 박테리아 C, D 및 E와 구별 할 수없는 내장에서 박테리아를 운반하는 여러 종이있었습니다 (그림 6A-C) 따라서, 안전한 바카라 사이트 박테리아 B에 원래 감염된 독일 악취 벌레의 계란 표면은 멸균되었으며, 해칭 유충은 안전한 바카라 사이트 박테리아 C, D 및 E를 제공했으며, 이는 다른 종의 악취의 안전한 바카라 사이트 오르간에서 분리되고 배양 된 다른 종의 칭찬을 대체했으며, 그 상징적 인 박테리아가 나타 났으며, 상징적 인 생식기를 보여 주었다 안전한 바카라 사이트 박테리아 B (그림 6D) 다시 말해, 환경에 존재하는 안전한 바카라 사이트 박테리아 C, D 및 E는 아마도 독일의 악취 버그뿐만 아니라 다양한 악취 버그와 안전한 바카라 사이트 적으로 관련 될 수 있으며, 모체 벌레를 애벌레로 수직으로 감염시킬뿐만 아니라 때로는 환경이나 다른 악취 버그에서 획득됩니다수평 감염15652_15701

다른 종의 장난 스 사이의 장내 안전한 바카라 사이트 박테리아 치환의 효과 사진
그림 6 악취 벌레의 다른 종들 사이의 장 안전한 바카라 사이트 박테리아 교체의 효과
(a-c) 장난 꾸러기 버그는 장난 꾸러기 안전한 바카라 사이트 박테리아 C, D 및 E와 유 전적으로 구별 할 수없는 안전한 바카라 사이트 박테리아를 전달하는 악취 버그 (d) 원래의 안전한 바카라 사이트 박테리아 B에 감염된 악취 버그 (가장 왼쪽)와 같이 (가장 왼쪽)와 같이 symbiotic bactia c, d, d, d 및 e와 같은 악취 버그 (가장 왼쪽)

이런 식으로, 일본 군도에서 독일 악취 버그의 내장 안전한 바카라 사이트 식물상은 역동적 인 진화 과정을 겪고 있습니다 일본 본토에서는 숙주 밖에서 살아남을 수없는 안전한 바카라 사이트 박테리아 A가 악취 벌레 인구에 완전히 고정되어있는 반면, Nansei 제도에서는 숙주 밖에서 살아남을 수없는 안전한 바카라 사이트 박테리아 B는 악취 버그에서 완전히 고정 할 수 없으며 숙주 외부에서 살아남을 수 없으며 환경과 같은 특성을 가질 수 없으며 다른 STONG BUGS를 가질 수 있습니다 또한, 악취를 안전한 바카라 사이트 능력을 발휘할 가능성이있는 다양한 환경 박테리아가 토양 환경에 존재한다는 것이 밝혀졌습니다 이 연구는 본질적으로 안전한 바카라 사이트 진화의 진행중인 과정을 성공적으로 포착했으며, 안전한 바카라 사이트 관계와 진화 과정의 기원에 대한 우리의 이해를 크게 향상시켰다 Nansei Islands는 또한 일본 군도에서 주목할만한 풍부한 생물 다양성을 가지고 있으며,이 연구는이 생물 다양성의 이전에 알려지지 않은 새로운 측면을 밝혀냅니다

미래 계획

앞으로, 우리는 야외 독일 녹색 악취 버그 개체군에서 시간이 지남에 따라 난세이 제도의 다양한 안전한 바카라 사이트 박테리아를 모니터링하고 다양한 환경 조건 하에서 실험실에 보관할 때 안전한 바카라 사이트 관계에 미치는 영향을 조사하기위한 실험적인 진화 연구를 촉진 할 것입니다 특히, 우리는 왜 난 세이 섬에서 다양한 안전한 바카라 사이트 박테리아가 공존하는지 설명 할 것이며,이 종은 일본 본토의 단일 종의 안전한 바카라 사이트 박테리아에 고정되어 있습니다

또한, 우리는 안전한 바카라 사이트 박테리아 간의 경쟁과 공존과 같은 상호 작용을 분석하고, 안전한 바카라 사이트 메커니즘의 공통성과 다양성에 대한 이해를 심화시키고, 안전한 바카라 사이트 박테리아를 악취 버그, 농업 해소를 제어하기위한 새로운 대상으로 사용할 가능성을 고려할 것입니다 특히, 일본의 온화한 기후에 감염된 안전한 바카라 사이트 박테리아 A와 아열대 기후에서 지배적 인 안전한 바카라 사이트 박테리아 B는 상이한 온도 조건 및 숙주 식물에 대한 적응에 관여 할 수 있으며,이 관점에서도 연구가 이루어질 것이다



터미널 설명

◆ 안전한 바카라 사이트 박테리아
유기체의 몸에 정상적으로 또는 반 정상인 박테리아 안전한 바카라 사이트 박테리아의 부위는 신체 표면, 내장, 세포 내 공동 및 세포 내 세포를 포함한 다양한 장소에 존재하지만 특히 장에 존재하는 안전한 바카라 사이트 박테리아를 장에서 안전한 바카라 사이트 박테리아라고합니다[참조로 돌아 가기]
◆ Dibrina stink 버그
과학 이름Plautia stali그것은 Hemiptera stinkleworm 가족에 속합니다 이것은 가장 일반적인 녹색 악취 버그이며 일본 전역에 배포됩니다 그것은 다양한 작물을 흡수하고 해를 끼치며 과일 나무, 특히 만다린 오렌지에서 중요한 해충으로 알려져 있습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 수직/수평 감염
수직 감염은 감염이 부모에서 어린이로 세대를 통해 전달되는 경우이며, 다른 개인이나 유기체에서 감염이 전염 될 때는 수평 감염이 발생하지 않습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 환경 획득
환경에 존재하는 안전한 바카라 사이트 박테리아, 병원성 박테리아 및 기타 미생물 획득[참조로 돌아 가기]
◆ 안전한 바카라 사이트 장기
안전한 바카라 사이트 미생물을 운반하는 전문 유기체의 기관 많은 맹인 주머니가 악취 벌레의 위장관의 후부에서 발달하여 내루에 안전한 바카라 사이트 박테리아를 운반합니다 안전한 바카라 사이트 기관의 예는 진딧물을 통한 세포 내 안전한 바카라 사이트 박테리아를 함유하는 세포 질량과 대두를 통해 질소 고정 박테리아를 운반하는 결절을 포함한다[참조로 돌아 가기]
◆ Microbiota ・ 박테리아 식물상
다양한 미생물과 박테리아와 그 조성으로 구성된 커뮤니티[참조로 돌아 가기]
◆ 요약 게놈 시퀀스
게놈은 유기체의 모든 유전자를 포함하는 세트이며, 세포에 염색체 DNA로 존재한다 게놈의 총 DNA 서열을 결정할 때, 대부분의 염기 서열이 결정되었지만 아직 연결되지 않은 많은 부분이 요약 게놈 서열이라고한다 궁극적으로, 이러한 결정되지 않은 부분 (갭이라고 함)은 결정되며 목표는 완전한 게놈 서열을 얻는 것이지만, 대략적인 게놈 크기와 대부분의 유전자 정보는 요약 게놈 서열의 단계에서도 얻을 수있다[참조로 돌아 가기]
◆ 게놈 감소
안전한 바카라 사이트 박테리아에서 게놈 DNA는 종종 자유 생활 박테리아의 가까운 친척보다 현저히 작으며이를 게놈 감소라고합니다 숙주 유기체의 신체 및 세포와 같은 안정되고 영양이 풍부한 환경에 끊임없이 존재하기 때문에, 숙주에 의해 공급되는 자유 수명 및 대사 산물에 필요한 기능의 합성에 관여하는 유전자의 상실과 숙주 내에서만 생존에 의해 발생하는 인구 유전자 효과에 의해 발생하는 것으로 생각됩니다[참조로 돌아 가기]


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