2008-2011 角蟬內共生菌的多樣性、共演化、及比較基因體研究(國科會 97-2621-B-029-001-MY3)

摘要

許多植食性的昆蟲,例如角蟬 (半翅目: 角蟬科),依賴體內的共生菌提供養分,否則無法正常生長或繁殖。過去的研究認為,這些居住在寄主懷菌體中的初級內共生菌因具備獨特的生理及遺傳特徵,使它們能提供寄主昆蟲生長和發育必須的養分 (主要為必須胺基酸)。昆蟲與內共生菌之間的緊密共生關係是研究生態和演化學相當理想的題材。雖然內共生菌被認為在植食性昆蟲 (包括一些危害農業及森林在內的黑圓角蟬) 與寄主植物之間的生態、演化關係上扮演著關鍵的角色,然而由於初級內共生菌無法在蟲體外培養研究,這個假說仍然沒有明確的證據支持,目前關於昆蟲內共生菌的生物知識仍相對稀少。本計畫將利用近年來發展的分子生物學、親緣學、及比較基因體學來研究角蟬豐富的內共生菌相,並探討角蟬與初級內共生菌在生態及演化上的互動。計畫主要將由生態學、演化學、及比較基因體學的角度: 1) 探討黑圓角蟬內共生菌相 (初級和次級內共生菌) 、分子特徵、及親緣地位;2) 分析角蟬科初級內共生菌的親緣關係及與寄主角蟬的共演化關係;3) 研究初級內共生菌的基因體結構與功能在共生關係上的長期適應。本研究將結合眾多生物學相關領域的技術,來了解共生菌與寄主昆蟲的共生關係,所得的知識與基本資料並將提供農業、環境、與生物科技應用時的參考依據。

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