WO2010035686A1 - 昆虫の生息地域特定方法 - Google Patents
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Definitions
- a primer comprising at least one base selected from the bases constituting Merckmar produced by the method according to any one of (1) to (7).
- a probe comprising at least one of bases constituting Merckmar produced by the method according to any one of (1) to (7).
- the primer according to (20) which comprises the nucleic acid represented by SEQ ID NOs: 17 to 29 for specifying whether or not the habitat of Kokunu Tomodoki is in Honshu, Japan.
- Insects of the present invention belong to the rodent insect subnet that occupies most of the insect nets among the arthropods, preferably Coleoptera, Diptera, Hymenoptera, Lepidoptera, Hemiptera Insects belonging to the order Lepidoptera, Diptera, Lepidoptera are not limited to these.
- the “DNA derived from two or more habitats” of the present invention uses 2 or more, preferably 5 or more, more preferably 7 or more sequence data of insects having the same form and different habitats.
- the habitat of insects to be used can be selected as appropriate according to the purpose of Merckmar's use, but it is selected for each region that is considered to be geographically isolated as much as possible so that differences can be seen between the habitats. Good.
- “one or more insect DNAs” means that one or more, preferably 3 or more, more preferably 5 or more of the above-mentioned insect sequence data from each habitat is used. This is because it becomes possible to produce Merckmar specific to habitat and highly reliable.
- the Japanese version protocol of the kit (p.22 “Cycle sequence of single-stranded DNA and double-stranded DNA”, p.25 “Cycle sequence of GeneAmpPCR System 9700, 9600, 2700, 2400” and p. 38-40 “Purification by spin column (or spin plate)”).
- the base sequence of the primer used may be the same as that used for amplification of the target DNA fragment by PCR. That is, if necessary, a predetermined substance is added to a PCR product purified solution diluted with sterilized distilled water to prepare a cycle sequence reaction solution.
- one set of PCR primers capable of amplifying a region containing SNP on the genome and two types of Taqman (registered trademark) MGB probes corresponding to single nucleotide mutations of genomic DNA are prepared.
- two types of Taqman (registered trademark) MGB probes having sequences complementary to the primer, allele 1 and allele 2 and template DNA are mixed, and PCR is performed to detect SNPs of the two types of alleles.
- the probe used in the present invention is labeled with a FAM or VIC reporter fluorescent dye at the 5 ′ end, and further provided with a non-fluorescent quencher (NFQ) and Minor Groove Binder (MGB) at the 3 ′ end. Is.
- NFQ non-fluorescent quencher
- MGB Minor Groove Binder
- lane 1 is Chiba Kokunosutomodoki-1
- lane 2 is Urawa Kokunutomodoki-1
- lane 3 is Okayama Kokunu Stomodoki-1
- lane B is a blank with no template added
- lane M Indicates a size marker (100-bp ladder), respectively.
- lane 1 is Thai Kokunu Stomodoki-2
- lane 2 is Thai Kokunu Stomodoki-3
- lane B is a blank with no template added
- lane M is a size marker (100-bp ladder)
- Lanes 1 to 6 in FIG. 6 are Thai Kokunu Stomodoki-4 and -5, Okinawa Kokunu Stomodoki-4 and -5, Canada Kokunu Stomodoki-4 and -5, respectively, and Lane B has no template added.
- a blank indicates lane M and a size marker (100-bp ladder).
- Lanes 1 to 6 in FIG. 13 are Thai-4, -5, Okinawa-4, -5, Canada-4, -5 of Kokunu Stomodoki, lane B is a blank with no template added, lane M represents a size marker (100-bp ladder).
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Abstract
Description
(a)2又はそれ以上の生息地域由来の、1又はそれ以上の昆虫のDNAの塩基配列を決定する工程;
(b)上記工程(a)で決定した塩基配列をアラインメントする工程;
(c)上記工程(b)のアラインメントの結果、アラインメントに供した全ての上記塩基配列において保存されている、1又はそれ以上の塩基からなる部位を、上記塩基配列から除外する工程;
(d)上記工程(c)の除外の結果、残った部位の全部又はその一部をタイプ識別部位とする工程;
(e)上記工程(d)で得られたタイプ識別部位について、互いに対応する塩基を比較し、完全に一致するタイプ識別部位を同一タイプに、そして完全に一致しないタイプ識別部位を別の1又はそれ以上のタイプに、タイプ分けする工程;及び
(f)上記工程(e)でタイプ分けされた各タイプについて、各タイプに属する昆虫の生息地域から、各タイプの生息地域を決定することにより、各タイプのタイプ識別部位をメルクマールとする工程;を含む、前記方法。
(g)(1)記載の工程(f)で得られたメルクマールについて、互いに対応する塩基を比較し、1のタイプのみに存在し、それ以外のタイプには存在しない塩基を抽出する工程;及び
(h)上記工程(g)で抽出した1又はそれ以上の塩基を、単独で又は複数個組み合わせて地域識別メルクマールとする工程;
を含む、前記方法。
(4)昆虫がゴミムシダマシ科に属する昆虫である、(1)~(3)のいずれか1記載の方法。
(5)昆虫がコクヌストモドキである、(1)~(4)のいずれか1記載の方法。
(6)DNAがミトコンドリア由来のDNAである、(1)~(5)のいずれか1記載の方法。
(7)ミトコンドリア由来のDNAがCOI遺伝子及び/又はND5遺伝子である、(6)記載の方法。
(11)昆虫がゴミムシダマシ科に属する昆虫である、(8)~(10)のいずれか1記載の方法。
(12)昆虫がコクヌストモドキである、(8)~(11)のいずれか1記載の方法。
(13)DNAがミトコンドリア由来のDNAである、(8)~(12)のいずれか1記載の方法。
(14)ミトコンドリア由来のDNAがCOI遺伝子及び/又はND5遺伝子である、(13)記載の方法。
(16)被検体である昆虫から得られた塩基を表すデータを含む被検体塩基配列リストを格納する手段と、メルクマールテーブルの前記塩基配列位置を表すデータを参照して、被検体塩基配列リストと、前記メルクマールテーブルとの間の対応する塩基配列位置にある塩基を表すデータ同士を比較する手段と、を含む手段としてコンピュータを機能させる、(15)に記載の被検体である昆虫の生息地域を特定するための解析用コンピュータプログラム。
(17)(15)又は(16)記載の解析用コンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
(21)(1)~(7)のいずれか1記載の方法により作製されたメルクマールを構成する塩基のうちの少なくとも1の塩基を含む、プローブ。
(22)コクヌストモドキの生息地域が日本国本州か否かを特定するための配列番号17~29に示される核酸を含む、(20)記載のプライマー。
(a)被検体である昆虫のDNAを抽出する工程;
(b)前記工程(a)で抽出したDNAを(20)記載のプライマー及び/又は(21)記載のプローブと接触させる工程;
(c)DNA断片を増幅する工程;及び
(d)被検体である昆虫の生息地域を特定する工程;
を含む、前記方法。
(a)被検体である昆虫のDNAを抽出する工程;
(b)前記工程(a)で抽出したDNAを(20)記載のプライマー及び(21)記載のプローブと接触させる工程;
(c)リアルタイムPCRを用いてDNA断片を増幅する工程;
(d)予めプローブに標識された蛍光物質を検出する工程;及び
(e)被検体である昆虫の生息地域を特定する工程;
を含む、前記方法。
(a)被検体であるコクヌストモドキのDNAを抽出する工程;
(b)前記工程(a)で抽出したDNAを(22)記載のプライマーと接触させる工程;(c)DNA断片を増幅する工程;及び
(d)被検体であるコクヌストモドキが日本国本州に生息するコクヌストモドキかそれ以外の地域に生息するコクヌストモドキであるかを識別する工程;
を含む、前記方法。
(26)(21)記載のプローブ及び前記プローブを挟んでこれを増幅しうる一対のプライマーを用いて、昆虫の生息地域を特定する方法であって、以下の:
(a)被検体である昆虫のDNAを抽出する工程;
(b)前記工程(a)で抽出したDNAを(21)記載のプローブ及び前記プローブを挟んでこれを増幅しうる一対のプライマーと接触させる工程;
(c)リアルタイムPCRを用いてDNA断片を増幅する工程;
(d)予めプローブに標識された蛍光物質を検出する工程;及び
(e)被検体である昆虫の生息地域を特定する工程;
を含む、前記方法。
本発明は、メルクマールを用いて同一種類の昆虫の生息地域を特定することを特徴とする。具体的には、被検体の昆虫のDNAを抽出して、本発明のメルクマールの塩基配列に対応する領域の塩基配列を解析し、当該塩基配列がメルクマールと対応する塩基配列と一致するか否かを解析して、一致する場合は、被検体の昆虫の生息地域をメルクマール由来の生息地域と特定するものである。
本発明の「同一種類の昆虫」とは、生息地域に特徴的な形態上の差異が認められない昆虫をいい、同一種の昆虫のみに限定されるものではなく、生息地域に特徴的な形態上の差異が認められない昆虫であればいずれの昆虫であってもメルクマール作製の対象とすることができる。現在の分類学では主として形態の差によって種を分類しているため、同一種に属する昆虫は同一の形態を有する。同一の形態を有する昆虫が世界各地域に分布している場合、これらの昆虫の生息地域をその形態的特徴から特定することは困難であった。本発明では、形態的特徴から容易に生息地域が特定できないような昆虫を分子生物学的観点から迅速かつ簡便にその生息地域を特定することを特徴とするものである。本発明の昆虫は、節足動物門のうちの、昆虫網の大部分を占める有翅昆虫亜網に属するものであり、好ましくは、鞘翅目、双翅目、膜翅目、鱗翅目、半翅目、直翅目、蜻蛉目に属する昆虫であるが、これらに限定されない。より具体的には、上記したように、カブトムシ等の鞘翅目(甲虫目);ハエ、カ、アブ等の双翅目(ハエ目);ハチ、アリ等の膜翅目(ハチ目);チョウやガ等の鱗翅目(チョウ目);セミ、カメムシ等の半翅目(カメムシ目);バッタ、コオロギ等の直翅目(バッタ目)(などの仲間);トンボ等の蜻蛉目(トンボ目)等があげられるがこれらに限定されない。
本発明の「昆虫の生息地域」とは、昆虫が生息している地をいう。昆虫の生息域と国とは必ずしも一致せず、同一国内であっても海で隔たれた地方や、隣接する地域であっても川や山脈等に隔たれた地域では、昆虫の多様性が見られる場合もある。その一方で、国が異なっても、同一大陸に属する場合は、複数の国にまたがって分子生物学的に同一の昆虫が生育する場合もある。さらに、世界的な輸送手段が発達した結果、空港や港湾等の物資の経由地では、荷積み時に混入した荷積み地域由来の昆虫が生息している場合もある。また、そのような荷積み地域由来の昆虫が混入した荷が、さらに工場等に輸送されて梱包を解かれた結果、当該工場等の周辺地域で生息する場合もある。従って、本発明の「地域」とは、国を基準とするものに加え、大陸、同一国内の地方や地域、空港や港湾等の物資の経由地、及び上記したような倉庫や工場等も含まれる。
本発明の「メルクマール」とは、昆虫の生息地域を特定するための指標をいい、下記に詳しく説明するように、1塩基多型に基づいてタイプ分けしたタイプごとに、相当する生息地域を決定する。なお、1のタイプに相当する生息地域は1地域であっても、また2以上の地域であってもよい。例えば、荷積み時に混入した荷積み地域由来の昆虫が経由地に生息している場合には、荷積み地域に生息する昆虫と経由地に生息する昆虫のタイプ識別部位は同じタイプに属すると考えられ、この場合、1のタイプに荷積み地域と経由地の2地域が相当することになる。また以下の実施例や表1に示すように、1の地域に複数のタイプが存在する場合があってもよい。具体的には、以下に示す表1によれば、日本国本州由来の塩基を除いては、各地域ごとにそれぞれ2種類のハプロタイプが存在することが示されている。ここで、ハプロタイプとは、同じ種類の生体でありながら、相同なDNA上で異なる多型、すなわち、複数の1塩基多型(SNP)を含む塩基配列が異なる箇所全体のパターンを示す場合をいう。例えば、以下に示す表1のうち、日本2タイプの沖縄産2~5と日本3タイプの沖縄産1、海外1タイプのタイ産1及び3~5と海外2タイプのタイ産2、海外3タイプのカナダ産1、4及び5と海外4タイプのカナダ産2及び3がハプロタイプの関係にある。このような場合は、1の地域に複数のタイプが存在することになる。
本発明は、同一種類の昆虫において、前記昆虫の生息地域を特定するためのメルクマールの作製方法に関し、具体的には、以下の工程:
(a)2又はそれ以上の地域由来の、1又はそれ以上の昆虫のDNAの塩基配列を決定する工程;
(b)上記工程(a)で決定した塩基配列をアラインメントする工程;
(c)上記工程(b)のアラインメントの結果、上記塩基配列から、全ての上記塩基配列において保存されている、1又はそれ以上の塩基からなる部位を除外する工程;
(d)上記工程(c)の除外の結果、残った部位の全部又はその一部をタイプ識別部位とする工程;
(e)上記工程(d)で得られたタイプ識別部位について、互いに対応する塩基を比較し、完全に一致するタイプ識別部位を同じタイプに、そして完全に一致しないタイプ識別部位を別の1又はそれ以上のタイプに、タイプ分けする工程;及び
(f)上記工程(e)でタイプ分けされたタイプについて、各タイプに属する昆虫の生息地域から、各タイプの生息地域を決定することにより、各タイプのタイプ識別部位をメルクマールとする工程;
を含む。ただし、本発明はこれらの方法に限定されるものではなく、一般的に知られている他の方法を適宜改変して用いてもよい。
本発明におけるメルクマールの作製には、2又はそれ以上の生息地域由来の、1又はそれ以上の昆虫のDNAを使用する。
まず、本発明で用いる「DNA」は、昆虫の全体もしくは一部(触角、胸部、翅、脚等)からDNAの抽出することにより行うことができる。好ましくは、ノミバエ等の小型昆虫については、1匹又は数匹の個体全体を使用し、イエバエやそれ以上の体長を有する大型昆虫では、昆虫の体の一部(触角、胸部(又はその筋肉)、前翅、後翅、脚等のいずれか)を使用する。
DNAの抽出は、CTAB(Cetyltrimethyl ammonium bromide)法や市販キットのQiagen DNeasy Tissue Kit(キアゲン社)やISOPLANTII(ニッポンジーン社)等の当業界で公知の方法を用いて抽出することができる。操作性と経済性の点からCTAB法が好ましい。
上記のように抽出したDNAをPCR法により増幅する。本発明で用いるPCR法は特に限定されず、公知のPCR法に加え、種々の改良方法を含む。以下はその一例である。すなわち、プライマーのセット、鋳型DNAの他にTris-HCl、KCl、MgCl2、各dNTP、TaqDNAポリメラーゼ等の試薬類を混合してPCR反応液とする。PCRの1サイクルは、熱変性、アニーリング、DNAポリメラーゼによるDNA鎖の延長(合成)反応の3つのステップからなる。各ステップはそれぞれ異なる、場合により同一の反応温度と反応時間を必要とし、これらは増幅すべきDNA領域の塩基配列、その長さ等により適宜決定される。このような操作は市販のthermal cyclerを用いて行うことができる。
伝子由来のプライマーセット(F6999/R7495(配列番号15及び16))を用いることができる。
PCRの結果(PCR産物)の評価方法として、特定のDNA断片を同定しうる任意の方法、例えば、電気泳動、ゲルろ過、ハイブリダイゼーションを用いて目的の大きさのDNA断片が増幅されていることを確認する。例えば、上記ミトコンドリアCOI遺伝子由来のプライマーセットを使用した場合は、大きさが435塩基長、同様にND5遺伝子由来のプライマーセットを使用した場合は、大きさが513塩基長が増幅されていることを確認する。
増幅されたPCR産物は、サイクルシークエンス反応の鋳型として用いるために、余剰のプライマー等の反応に用いた成分と分離する。この精製は、例えば、市販のQIAquick PCR Purification Kit(キアゲン社)を使用し、その製品に添付のプロトコールに従って行うことができる。
上記のように精製したPCR産物のシークエンスを行うため、それを鋳型にして、サイクルシークエンス反応を実施する。この方法は、PCR法に類似し、thermal cyclerを用いて、熱変性、アニーリング、DNAポリメラーゼによるDNA鎖の延長反応の3つのステップを繰り返し実施するが、どちらか1種類のプライマーを用い、塩基ごとに異なる4種類の蛍光色素で標識したターミネーター存在下で長さの異なる種々の1本鎖DNAを合成する方法である。サイクルシークエンスの方法は、例えば、市販のBigDye Terminator v1.1 Cycle Sequencing Kit(ABI社)を用いてよい。具体的には、当該キットの日本語版プロトコール(p.22「1本鎖DNA、2本鎖DNAのサイクルシークエンス」、p.25「GeneAmpPCR System9700,9600,2700,2400でのサイクルシークエンス」及びp.38-40「スピンカラム(やスピンプレート)での精製法」)に基いて実施することができる。なお、用いるプライマーの塩基配列は、目的のDNA断片のPCRによる増幅に用いるものと同じでよい。すなわち、PCR産物の精製液を必要があれば滅菌蒸留水で希釈したものに、所定の物質を加えて、サイクルシークエンス反応液を作製する。これをPCR用マイクロチューブに入れ、PCR装置にセットし、変性(例えば、96℃、1分)を行った後、変性(例えば、96℃、10秒)、アニーリング(例えば、50℃、5秒)、鎖伸長(例えば、60℃、4分)の反応を例えば25回繰り返す。なお、反応終了後、サンプルをすぐに取り出せない場合には、サンプルブロックの温度を下げて保持してよい。
上記Dye Terminator法で得られたシークエンス産物につき、シークエンスを行う。方法としては電気泳動法を用いるのが一般的であり、一例として、ABI PRISM 310 Genetic Analyzerを用いて電気泳動を行い、標識に用いた蛍光物質が塩基ごとに異なることを利用して、レーザー蛍光検出器により順次塩基配列を決定することがあげられる。
決定された塩基配列を解析し、シークエンスデータを得る。例えばミトコンドリアCOI遺伝子及びND5遺伝子由来のプライマーセットの場合、5’側(プライマーL6625、又はF6999側)と3’側(プライマーH7005、又はR7495側)からそれぞれ300~600塩基の長さのシークエンスデータが得られる。それぞれ得られたシークエンスデータを照合して正確な塩基配列を決定した。
上記のようにして得られた実分析の結果や既知データについて、2以上の生息地域ごとに少なくとも1個体の昆虫のシークエンスデータを選択し、上記したアラインメントを行う。
このようにして、アラインメントした結果、上記塩基配列から、全ての上記塩基配列において保存されている、1又はそれ以上の塩基からなる部位を除外する。このように、全ての上記塩基配列で保存されている塩基の領域を除外することにより、1塩基多型の存在を明確に確認することができ、また、後の工程において1塩基多型に基づくタイプ分けを容易に行うことができる。
抽出する方法は、全個体の塩基配列において保存された塩基を抽出できる方法であれば、目視、機械操作等どのような方法を用いてもよい。
上記の除外を行った後に残った部位の全部又はその一部をタイプ識別部位とする。本発明のタイプ識別部位は、同一形態であり、かつ、互いに異なる生息地域由来の昆虫の塩基配列全てにおいて、保存されていない塩基の部位の全部又はその一部からなる。「保存されていない塩基」とは、得られたアラインメントデータの縦列が全個体の塩基配列において全て同じ塩基でないことを意味し、1個体由来の塩基でも異なっている場合は保存されているとは判断されない。本発明のメルクマールにおけるタイプ識別部位とは、当該保存されていない塩基から構成されるが、著しく信頼性が低い部位や、生息地域特性にはほとんど関与しないと判断される部位等がある場合は、タイプ識別部位から当該部位を除いてもよい。タイプ識別部位に含まれる塩基数は、1個以上、好ましくは3~50個、より好ましくは5~30個、さらに好ましくは15~30個である。
その後、全個体の上記タイプ識別部位において、互いに対応する塩基を比較し、タイプ分けする。すなわち、完全に一致するタイプ識別部位を同一タイプに、そして完全に一致しないタイプ識別部位を別の1又はそれ以上のタイプに、タイプ分けする。ここで「完全に一致するタイプ識別部位」とは、タイプ識別部位を構成する全塩基がすべて同じものを意味し、「完全に一致しないタイプ識別部位」とは、タイプ識別部位を構成する全塩基の中で一箇所以上、異なる塩基があるものを意味する。この結果、別のタイプは、1又はそれ以上であってもよい。
最後に、タイプ分けされたそれぞれのタイプについて、各タイプに属する昆虫が由来する生息地域から、各タイプの生息地域を決定することにより、各タイプのタイプ識別部位をメルクマールとすることができる。具体的には、あるタイプに属する昆虫が由来する生息地域及び他のタイプに属する昆虫が由来する生息地域との地理的関係や、あるタイプに属する昆虫の入手方法等の由来などを総合的に判断した上で、あるタイプに相当すると考える生息地域を決定する。
本発明ではまた、昆虫の生息する地域がある地域か否かを特定するための地域識別メルクマールを作製することもできる。
本発明はまた、昆虫の生息地域を特定するための方法を提供する。具体的には、上記本発明のメルクマールを有する領域の塩基配列と、被検体である昆虫から得られた塩基配列中の前記メルクマールを有する領域の塩基配列に対応する塩基配列を比較し、被検体の前記塩基配列中のメルクマールに対応する部位の塩基が、メルクマールの塩基と一致するかを解析し、被検体の生息地域を特定することからなる、被検体である昆虫の生息地域を特定するための方法である。
本発明のメルクマールを用いて昆虫の生息地域を特定する方法では、まず、上記本発明のメルクマールを有する領域の塩基配列と、被検体である昆虫から得られた塩基配列中の前記メルクマールを有する領域の塩基配列に対応する塩基配列を比較する。
本発明のメルクマールを用いて昆虫の生息地域を特定する方法では、上記の(a)の比較の後、被検体の前記塩基配列中のメルクマールに対応する部位の塩基が、メルクマールの塩基と一致するかを解析することにより、被検体の生息地域を特定する。
本発明は、コンピュータに、本発明の昆虫の生息地域を特定するための手順を実行させる解析用コンピュータプログラムをも提供する。
本発明の解析用コンピュータプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体又はコンピュータに接続しうる記憶手段に記録しておくことができ、必要に応じて読み取ることにより、コンピュータ上で動作させ、使用することができる。従って、本発明の解析用コンピュータプログラムを含有するコンピュータ用記録媒体又は記憶手段も本発明に包含される。このような記録媒体又は記憶手段には、フレキシブルディスク、ハードディスク、メモリストレージ等の磁気的媒体、CD、DVD等の光学的媒体、MO、MD等の磁気光学的媒体などがあるが、これらに限定されない。
本発明はまた、昆虫の生息地域を特定する方法に用いるプライマー及びプローブを提供する。
本発明は、上記プライマーやプローブを用いて、昆虫の生息地域を特定する方法を提供する。具体的には、(a)被検体である昆虫のDNAを抽出する工程;(b)前記工程(a)で抽出したDNAを本発明のプライマー及び/又はプローブと接触させる工程;(c)DNA断片を増幅する工程;及び(d)被検体である昆虫の生息地域を特定する工程;を含む方法である。以下、各工程を具体的に説明する。
PCRの増幅反応に適する条件で接触させるのであれば、どのような方法を用いることができ、市販のキット等を用いてもよい。例えば、PerfectShot Ex Taq (Loading dye mix)(タカラバイオ株式会社)を用い、添付のマニュアルに準じてPCR反応液(50μl;0.2ml容のマイクロチューブ)を調製し、適当な終濃度となるように、プライマー及び/又はプローブとテンプレート(鋳型DNA)を添加してPCR反応液とすることができる。
DNA断片の増幅は、公知の方法を用いてよい。例えばリアルタイムPCRを用いることもできる。PCRの増幅条件としては、陽性になるべきプライマー及び/又はプローブと鋳型が増幅する条件であれば、どのような条件も用いることができる。例えば、上記のPCR反応液を用いて、94℃、3分間の変性を行った後、変性(94℃、30秒)、アニーリング(55℃、45秒)、鎖伸長(72℃、60秒)の反応を40回繰り返すようなPCR条件で行ってもよい。
被検体である昆虫の生息地域を特定するには、上記(c)で行ったPCRによる増幅の有無を確認し、その結果を解析することを行う。
(ア)昆虫
DNA抽出に用いた昆虫は、鞘翅目ゴミムシダマシ科に属するコクヌストモドキであり、日本を含む世界各地に生息し同一形態である昆虫として、また、小麦粉などの穀粉の大害虫として最も普遍的に知られる。本実施例で用いたコクヌストモドキは7地域に生息していたものを採集し、それぞれ個別に飼育したものである。その内訳は、千葉県内の新築家屋にて採集された千葉産、浦和の野外にて採集された浦和産、岡山県内の新築ではない家屋にて採集された岡山産、住化テクノサービス社が宝塚にて採集し、飼育したものを購入した宝塚産、沖縄県内で採集された沖縄産、2006年5月にタイで購入したカシューナッツに混入していたタイ産、カナダから香港に輸出された小麦粉に混入していたカナダ産である。DNAの抽出には、通常、これらの昆虫の全体を用いた。
DNA抽出にあたっては、以下に説明するように、CTAB法を用いて抽出したDNAをPCRで増幅して、シークエンスを行い、シークエンスデータを得た。
DNA断片の増幅は、PerfectShot Ex Taq (Loading dye mix)(タカラバイオ株式会社)を用い、添付のマニュアルに準じてPCR反応液(50μl;0.2ml容のマイクロチューブ)を調製した。ただし、プライマーとテンプレート(鋳型DNA)の添加量(終濃度)、及びPCR条件は以下のようにした。
1)ミトコンドリアCOI遺伝子の解析
プライマーセット;
L6625 5’-CCGGATCCTTYTGRTTYTTYGGNCAYCC-3’(配列番号13)1μM
H7005 5’-CCGGATCCACANCRTARTANGTRTCRTG-3’(配列番号14)1μM
テンプレート;1μl/50μl反応液
このマイクロチューブをPCR装置(DNA Thermal Cycler GeneAmp PCR System 9600;
旧Perkin Elmer社製又はTaKaRa PCR Thermal Cycler PERSONAL)にセットして、PCR増幅を以下の条件で行った。
変性:94℃、1分
アニーリング:60℃、1分
鎖伸長:70℃、2分
上記反応を50回繰り返した。なお、反応終了後、サンプルをすぐに取り出せない場合には、サンプルブロックの温度を4℃に下げて保持した。
2)ミトコンドリアND5遺伝子の解析
プライマーセット;
F6999 5’-AAACAGTTAAAMCARTWGAA-3’(配列番号15)1μM
R7495 5’-CCTGTWTCWDCTTTAGTWCA-3’(配列番号16)1μM
テンプレート;1μl/50μl反応液
このマイクロチューブをPCR装置(DNA Thermal Cycler GeneAmp PCR System 9600;旧Perkin Elmer社製又はTaKaRa PCR Thermal Cycler PERSONAL)にセットして、PCR増幅を以下の条件で行った。
プレ変性:94℃、3分間
変性:94℃、30秒
アニーリング:45℃、45秒
鎖伸長:72℃、60秒
プレ変性以外の上記反応を40回繰り返した。なお、反応終了後、サンプルをすぐに取り出せない場合には、サンプルブロックの温度を4℃に下げて保持した。
上記で得られたPCR反応液の5μlをアガロースゲル電気泳動に供した。この際、ミニゲル電気泳動システム「Mupid」を用いて電気泳動を実施(ゲル;3%NuSieve3:1Agarose(FMCバイオプロダクツ社製、又はCambrex Bio Science Rockland社製、泳動条件;100V、30分)し、2μg/ml臭化エチジウム溶液中で約40分間染色後、UV照射下で増幅産物の写真撮影を行い、目的のDNA断片(大きさが、COI;435塩基長、ND5;513塩基長)が増幅されていることを確認した(図1~7(COI)、図8~13(ND5)で、それぞれ囲ったバンド)。
上記PCR産物の精製にはQIAquick PCR Purification Kit(50)(キアゲン社)を使用し、プロトコ-ルに基づいて以下の方法で行った。すなわち、PCR反応液(残量約45μl)にPBI緩衝液を5倍量(225μl)加えて、混和した。次に、この液をQIA quickspinに入れ、13,000rpm(約11,000×g)で1分間遠心分離した。ろ液を捨て、750μlPE緩衝液を添加した後、13,000rpmで1分間遠心分離した。ろ液を捨て、再度14,000rpm(約13,000×g)で1分間遠心分離した。ろ液を捨て、新しい1.5ml容のマイクロチューブにカラムを移し、30μlEB緩衝液を添加し、1分間放置後、13,000rpmで2分間遠心分離して、ろ液をサンプルとした。
BigDye Terminator v1.1 Cycle Sequencing Kit(ABI社)を用い、その日本語版プロトコール(第22頁「1本鎖DNA、2本鎖DNAのサイクルシークエンス」、第25頁「GeneAmp PCR System9700、9600、2700、2400でのサイクルシークエンス」及び第38~40頁「スピンカラム(やスピンプレート)での精製法」)に基いて以下のように実施した。なお、用いたプライマーの塩基配列は、目的のDNA断片のPCRによる増幅に用いたものと同じである。すなわち、PCR産物の精製液を5~20ng/μlになるように滅菌蒸留水で希釈し、このうちの2μlにSequence premix(Big dye)を8μlと1μMに希釈した上記プライマー;L6625、H7005(COI領域解析用)、又はF6999、R7495(ND5領域解析用)をそれぞれ単独で3.2μl添加し、滅菌蒸留水にて最終20μlに調整したサイクルシークエンス反応液を得た。これを0.2ml容のマイクロチューブ(PCR用)に入れ、PCR装置(DNA Thermal Cycler GeneAmp PCR System 9600;旧Perkin Elmer社製)にセットして、変性(96℃、1分)を行った後、変性(96℃、10秒)、アニーリング(50℃、5秒)、鎖伸長(60℃、4分)の反応を25回繰り返した。なお、反応終了後、サンプルをすぐに取り出せない場合には、サンプルブロックの温度を4℃に下げて保持した。
ABI PRISM 310 Genetic Analyzerを使用し、「ABI PRISM 310 Genetic Analyzer操作ガイド」に基づいて実施した。すなわち、上記の急冷後の試料をサンプルチューブに移し、チューブセプタで蓋をし、48穴サンプルトレーにセットした。その後は、操作ガイドに従ってダイターミネーター法によりシークエンスを実施した。
5’側(プライマーL6625、又はF6999側)と3’側(プライマーH7005、又はR7495側)からそれぞれ得られたシークエンスデータを照合して正確な塩基配列を決定した。こうして得られた配列データを以下に示した。
1)COI領域(全長379塩基)
日本1タイプ(配列番号1):浦和産(1~3)、岡山産(1~3)、千葉産(1~3)、宝塚産(1~3)
COIの解析領域において、5’-末端から229番目と298番目の塩基に違いが認められた。すなわち、日本1タイプでは、これらの塩基がGであるのに対し、海外産である沖縄を含む海外に生息するものは、これらの塩基はAである。この違いに着目して、下記の塩基配列において枠で囲った位置にそれぞれ特異的なプライマーを設計した。
KN識別用プライマー及び改良プライマー
Honndo-F AATTATTGCTGTCCCAACCGGG(配列番号17)
Honndo-F2 AATTATTGCTGTCCCAACCGAG(配列番号18)
Honndo-R GGAATACAAATCCTAGTGCC(配列番号19)
Honndo-R2 GGAATACAAATCCTAGTGAC(配列番号20)
Kaigai-F AATTATTGCTGTYCCAACCGGA(配列番号21)
Kaigai-F2 AATTATTGCTGTYCCAACCGAA(配列番号22)
Kaigai-R RGAATACAAATCCTAGTGCT(配列番号23)
Kaigai-R2 RGAATACAAATCCTAGTGAT(配列番号24)
また、ND5の解析領域においては、同様に248番目の塩基が日本1タイプではAであるのに対し、海外産ではGであり、枠で囲った位置に特異的なプライマー及び共通のプライマー(3’-側)を設計した(下記ND5領域の塩基配列)。
ND-Honndo-F2 GAGTCAATAAATGGAAGATA(配列番号26)
ND-Kaigai-F GAGTCAATAAATGGAAGAAG(配列番号27)
ND-Kaigai-F2 GAGTCAATAAATGGAAGATG(配列番号28)
ND-Kyoutsuu-R TTTATGTCCGGGTTAGGGGCGAG(配列番号29)
PCR
DNA断片の増幅は、PerfectShot Ex Taq (Loading dye mix)(タカラバイオ株式会社)を用い、添付のマニュアルに準じてPCR反応液(50μl;0.2ml容のマイクロチューブ)を調製した。ただし、プライマーとテンプレート(鋳型DNA)の添加量(終濃度)、及びPCR条件は以下のようにした。
プライマー;
Forwardプライマー(1μM)/Reverseプライマー(1μM)の組み合わせとして、
1.Honndo-F/Honndo-R
2.Kaigai-F/Kaigai-R
3.ND-Honndo-F/ND-Kyoutsuu-R
4.ND-Kaigai-F/ND-Kyoutsuu-R
テンプレート;1μl/50μl反応液
1.日本国本州産の代表として、浦和産(1)から抽出したDNA
2.海外産の代表として、カナダ産(1)から抽出したDNA
このマイクロチューブをPCR装置(DNA Thermal Cycler GeneAmp PCR System 9600;旧Perkin Elmer社製、又はTaKaRa PCR Thermal Cycler PERSONAL)にセットして、PCR増幅を以下の条件で行った。
プレ変性:94℃、3分間
変性:94℃、30秒
アニーリング:45℃、45秒
鎖伸長:72℃、60秒
プレ変性以外の上記反応を40回繰り返した。
なお、反応終了後、サンプルをすぐに取り出せない場合には、サンプルブロックの温度を4℃に下げて保持した。
3.PCRによる増幅の有無の確認と結果の解析
上記で得られたPCR反応液の5μlをアガロースゲル電気泳動に供した。この際、ミニゲル電気泳動システム「Mupid」を用いて電気泳動を実施(ゲル;3%NuSieve 3:1 Agarose(FMCバイオプロダクツ社製、又はCambrex Bio Science Rockland社製)、泳動条件;100V、30分)し、2μg/ml臭化エチジウム溶液中で約40分間染色後、UV照射下で増幅産物の写真撮影を行い、目的のDNA断片(期待される大きさが、COI;110塩基長、ND5;139塩基長)が増幅されているか否かを確認した(図14)。図14において、各レーンの説明は以下のとおりである。
そこで、上記PCR条件において、アニーリングの温度を45℃から55℃に変更してPCRを実施したところ、レーン4と8のバンドが薄くなったが、レーン2と10については、ポジティブなバンド(レーン1や11)と同程度の濃さのバンドが認められていた(図15)。図15において、各レーンの説明は表2と同様である。
そこで次に、上記のように3’-末端の隣の塩基を別のAやTに置き換えて、特異性をやや減少させたプライマーを合成した。これらを同様に以下のような組み合わせで用いてPCRを実施した。
Forwardプライマー(1μM)/Reverseプライマー(1μM)の組み合わせとして、
1.Honndo-F2/Honndo-R2
2.Kaigai-F2/Kaigai-R2
3.ND-Honndo-F2/ND-Kyoutsuu-R
4.ND-Kaigai-F2/ND-Kyoutsuu-R
その結果、レーン2のバンドが消失し、レーン1との対比が明確になった(図16)。すなわち、日本1タイプが陽性となり、海外産が陰性となる条件を見つけることができた。図16における、各レーンの説明は以下の表のとおりである。
(ア)昆虫
本実施例で用いたコクヌストモドキは、埼玉県(浦和)の野外にて採集されたもの(浦和産2)、カナダから香港に輸出された小麦粉に混入していたもの(カナダ産4)である。
実施例1と同様にしてDNAを抽出した。
COI遺伝子の5’末端から数えて第229番目の塩基が本州産ではGであるのに対して海外産ではAであることに注目して、以下のMGBプローブを合成した。
本州産用(KN_CO1-C229V1;レポーターダイVIC)
CAACCGGGATTAAAA(配列番号30)
海外産用(KN_CO1-C229M1;レポーターダイFAM)
CAACCGGAATTAAAA(配列番号31)
また、以下のようなPCR用のプライマーを合成した。
KN_CO1-C229F:
AGCCTATTTCACTTCAGCCACAAT(配列番号32)
KN_CO1-C229R:
ATGAATTTGCTAAGATTACTCCTGTTAGTCC(配列番号33)
これらの位置関係は以下のようになる。すなわち、以下の配列のうち、下線部分がプライマーに相当し、二重下線の部分がMGBプローブに相当する。以下の配列は、プライマーセットを含め179塩基長の増幅断片に相当する。
Custom TaqMan(R) Gene Expression/SNP Genotyping Assaysサービス (TaqMan MGB probes, FAM and VIC dye-labeled)により作製されたプライマー及びプローブに添付のマニュアルに準じてPCRを実施した。すなわち、TaqMan Universal PCR Master Mixを12.5μl、40xAssayMixを0.625μl、前記20μlに溶解したDNA試料0.5又は1μlを単独又は混合して添加し、純水で最終25μlに調整した。これらの調製液をMicroAmp Optical 8-Tube Strip(0.2ml)に入れて、7500 Real-Time PCR Systemを用いて所定の条件(95℃-10分、(92℃-15秒及び60℃-1分)×40サイクル)にて、リアルタイムPCRを実施した。
図17及び18は本州産用の検出(VIC)の場合であるが、浦和産2のDNAの場合に、増幅を示す立ち上がりが認められた(A,B)。これに対し、カナダ産4のDNAの場合には増幅は認められなかった(C,D)。ここで、図17は、1μlのデータを示しており、Aが浦和産2、Cがカナダ産4、Eがブランクをそれぞれ示す。図18は、0.5μlのデータを示しており、Bが浦和産2、Dがカナダ産4、Eがブランクをそれぞれ示す。一方、図19,20は海外産用の検出(FAM)の場合であるが、カナダ産4の場合に顕著な立ち上がりが認められた(C,D)。一方、浦和産2の場合にはPCR増幅が認められなかった(A,B)。ここで、図19は、1μlのデータを示しており、Aが浦和産2、Cがカナダ産4、Eがブランクをそれぞれ示す。図20は、0.5μlのデータを示しており、Bが浦和産2、Dがカナダ産4、Eがブランクをそれぞれ示す。このように、日本国本州由来とそれ以外(海外由来)の場合を明確に区別することができた。
(ア)昆虫
DNA抽出に用いた昆虫は、鞘翅目ナガシンクイムシ科に属するコナナガシンクイムシであり、日本を含む世界各地に生息し同一形態である昆虫として、また、米、麦等のイネ科穀物を加害する、コクゾウムシ類と並ぶ大害虫として知られる。本実施例で用いたコナナガシンクイムシは日本国内及び中国国内に生息していたものを採集し、それぞれ個別に飼育したものである。
実施例1と同様の操作によりCOI領域のDNAを抽出し、PCRを実施して、シークエンスを行い、シークエンスデータを得た。得られた配列データを以下に示した。
1)COI領域(全長379塩基)
日本1タイプを配列番号34とし、中国1タイプを配列番号35として以下に示す。
加熱または加圧処理によりコクヌストモドキのDNAを人為的に劣化させた場合のPCRによる増幅の有無、およびリアルタイムPCR法による生息地域識別の可否を検討した。
(ア)昆虫
本実施例では、実施例1に記載の住化テクノサービス社から購入したコクヌストモドキ(宝塚産;日本1タイプ)を用いた。
(イ)検体の処理
A.ミリQ水1ml中(マイクロチューブ中)に上記昆虫を2匹入れ、30分または60分煮沸(電磁加熱機使用)後氷中で急冷した。
(ウ)DNA抽出
実施例1(イ)と同様にしてDNAを抽出した。
(エ)TaqMan(登録商標)MGBプローブ
実施例2(ウ)に記載したものを使用した。
(オ)PCR
以下の3通りの方法で実施した。
(カ)結果
煮沸30分処理した検体では、上記Aの方法において、メルクマール全体を比較することが可能な領域である435bpのサイズの増幅バンドが認められた(図25 写真左Lane2;矢印、表5)。しかし、煮沸60分やオートクレーブ(121℃、15分)処理した検体では、このバンドは認められなかった(図25 写真左Lane 3, 4、表5)。しかしながら上記Bの方法を実施したところ、いずれの場合にも日本1タイプを特定することが可能な領域である179 bpのバンドが認められた(図25 写真右;矢印、表5)。更にMGBプローブを用いたリアルタイムPCR(上記Cの方法)を行ったところ、いずれの検体を用いた場合でも、これら検体の特徴である日本1(本州)タイプのコクヌストモドキであることを明確に確認することができた(表6)。このように検体である昆虫のDNAが断片化されてしまった場合、メルクマール全体を比較して生息地域を特定することが困難となるが、ある生息地域に特異的な塩基を選択して当該塩基を基準に設計されたプライマー及びプローブを用いることにより、断片化DNAであっても生息地域の識別検定が可能である。
自然死したコクヌストモドキDNAのPCRによる増幅の有無を検討した。
(ア)昆虫
本実施例では飼育中に自然死し、その後室温保管で5ヶ月経過したコクヌストモドキ(生息地域不明)を使用した。
(イ)DNA抽出とPCR
上記昆虫の2個体から実施例1と同様にしてDNAを抽出し、実施例4の(オ)Aに記載の方法と同様にしてPCRを行った。
(ウ)結果
上記2個体ともに、メルクマール全体を比較することが可能な領域である435 bpの増幅バンドが認められた(図26、矢印)。
ガンマ線照射によりコクヌストモドキのDNAを人為的に劣化させた場合のPCRによる増幅の有無、およびリアルタイムPCR法による生息地域識別の可否を検討した。
(ア)昆虫
本実施例では、つくば市の精米所にて採取されたコクヌストモドキ(日本1タイプと非日本1タイプが混在)を用いた。
(イ)検体の処理
上記昆虫(日本1タイプと非日本1タイプが混在)にガンマ線照射装置(Nordion社製のGamma Cell 220)にて60-Coガンマ線を線源として照射して検体を調製した。線量(Gy)としては、1.5K,2Kの2水準を設定し、照射時間は、それぞれ810秒、18分とした。なお、この照射条件による正確な線量を、アラニン素子(Allanine Pellet Dosimeter ES200-2106,Bruker Biospin)を用いて作成した検量線から求めたところ、それぞれ1623,2142Gyであった。
(ウ)DNA抽出とPCR
上記の通り、設定水準1.5KGyと2 KGyの条件下でダメージを受けた検体(各条件につき2検体を試験に供した。図27および表7中ではそれぞれ1.5K-1, 1.5K-2, 2K-1, 2K-2と表記)について実施例1と同様にしてDNAを抽出し、実施例4の(オ)A及びCに記載の方法と同様にしてPCRを行った。
供試した4検体(それぞれ1.5K-1, 1.5K-2, 2K-1, 2K-2)についてDNAを抽出し、それを鋳型にしたときの通常のPCR(実施例4、(オ)Aに記載の方法)を実施したところ、4検体中、2 KGy を照射した1検体を除き3検体に目的の435 bpのサイズの増幅バンドが認められず、DNA断片化が進行していると考えられた(図27、矢印)。そこで同じ鋳型DNAについて、MGBプローブを用いたリアルタイムPCR(実施例4(オ)Cに記載の方法)を実施したところ、4検体いずれにもPCR反応が認められ、更に2K-1, 2K-2, 1.5K-2が本州タイプであり、1.5K-1のみが非本州タイプであることがわかり、明確な生息地域識別まで可能であった(表7)。
配列番号14:プライマー
配列番号15:プライマー
配列番号16:プライマー
配列番号17:プライマー
配列番号18:プライマー
配列番号19:プライマー
配列番号20:プライマー
配列番号21:プライマー
配列番号22:プライマー
配列番号23:プライマー
配列番号24:プライマー
配列番号25:プライマー
配列番号26:プライマー
配列番号27:プライマー
配列番号28:プライマー
配列番号29:プライマー
配列番号30:プローブ
配列番号31:プローブ
配列番号32:プライマー
配列番号33:プライマー
Claims (26)
- 同一種類の昆虫において、前記昆虫の生息地域を特定するためのメルクマールの作製方法であって、以下の工程:
(a)2又はそれ以上の生息地域由来の、1又はそれ以上の昆虫のDNAの塩基配列を決定する工程;
(b)上記工程(a)で決定した塩基配列をアラインメントする工程;
(c)上記工程(b)のアラインメントの結果、アラインメントに供した全ての上記塩基配列において保存されている、1又はそれ以上の塩基からなる部位を、上記塩基配列から除外する工程;
(d)上記工程(c)の除外の結果、残った部位の全部又はその一部をタイプ識別部位とする工程;
(e)上記工程(d)で得られたタイプ識別部位について、互いに対応する塩基を比較し、完全に一致するタイプ識別部位を同一タイプに、そして完全に一致しないタイプ識別部位を別の1又はそれ以上のタイプに、タイプ分けする工程;及び
(f)上記工程(e)でタイプ分けされた各タイプについて、各タイプに属する昆虫の生息地域から、各タイプの生息地域を決定することにより、各タイプのタイプ識別部位をメルクマールとする工程;
を含む、前記方法。 - 同一種類の昆虫において、前記昆虫の生息地域がある地域か否かを特定するための地域識別メルクマールの作製方法であって、請求項1記載の工程にさらに:
(g)請求項1記載の工程(f)で得られたメルクマールについて、互いに対応する塩基を比較し、1のタイプのみに存在し、それ以外のタイプには存在しない塩基を抽出する工程;及び
(h)上記工程(g)で抽出した1又はそれ以上の塩基を、単独で又は複数個組み合わせて地域識別メルクマールとする工程;
を含む、前記方法。 - 昆虫が鞘翅目に属する昆虫である、請求項1又は2記載の方法。
- 昆虫がゴミムシダマシ科に属する昆虫である、請求項1~3のいずれか1項記載の方法。
- 昆虫がコクヌストモドキである、請求項1~4のいずれか1項記載の方法。
- DNAがミトコンドリア由来のDNAである、請求項1~5のいずれか1項記載の方法。
- ミトコンドリア由来のDNAがCOI遺伝子及び/又はND5遺伝子である、請求項6記載の方法。
- 請求項1~7のいずれか1項記載の方法によって得られたメルクマールを有する領域の塩基配列と、被検体である昆虫から得られた塩基配列中の前記メルクマールを有する領域の塩基配列に対応する塩基配列を比較し、被検体の前記塩基配列中のメルクマールに対応する部位の塩基が、メルクマールの塩基と一致するかを解析し、被検体の生息地域を特定することからなる、被検体である昆虫の生息地域を特定するための方法。
- 請求項1~7の何れか1項記載の方法によって得られたメルクマールの塩基を表すデータと、前記塩基の塩基配列位置を表すデータとを含むメルクマールテーブルを解析用コン
ピュータプログラムが動作したコンピュータに格納するステップと、被検体である昆虫から得られた塩基を表すデータを含む被検体塩基配列リストを前記コンピュータに格納するステップと、前記メルクマールテーブルの前記塩基配列位置を表すデータを参照して、被検体塩基配列リストと、前記メルクマールテーブルとの間の対応する塩基配列位置にある塩基を表すデータ同士を前記コンピュータが比較するステップと、を含む、被検体である昆虫の生息地域を特定するための方法。 - 昆虫が鞘翅目に属する昆虫である、請求項8又は9記載の方法。
- 昆虫がゴミムシダマシ科に属する昆虫である、請求項8~10のいずれか1項記載の方法。
- 昆虫がコクヌストモドキである、請求項8~11のいずれか1項記載の方法。
- DNAがミトコンドリア由来のDNAである、請求項8~12のいずれか1項記載の方法。
- ミトコンドリア由来のDNAがCOI遺伝子及び/又はND5遺伝子である、請求項13記載の方法。
- 請求項1~7の何れか1項記載の方法によって得られたメルクマールの塩基を表すデータと、前記塩基の塩基配列位置を表すデータとを含むメルクマールテーブルを備えた、被検体である昆虫の生息地域を特定するための解析用コンピュータプログラム。
- 被検体である昆虫から得られた塩基を表すデータを含む被検体塩基配列リストを格納する手段と、メルクマールテーブルの前記塩基配列位置を表すデータを参照して、被検体塩基配列リストと、前記メルクマールテーブルとの間の対応する塩基配列位置にある塩基を表すデータ同士を比較する手段と、を含む手段としてコンピュータを機能させる、請求項15に記載の被検体である昆虫の生息地域を特定するための解析用コンピュータプログラム。
- 請求項15又は16記載の解析用コンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
- 請求項1~7のいずれか1項記載の方法によって得られたメルクマール。
- コクヌストモドキの生息地域が日本国本州か否かを特定するための請求項2の作製方法により得られる地域識別メルクマールであって、配列番号1で示されるコクヌストモドキCOI遺伝子由来の塩基配列の5’末端から、第229番目の塩基がG、第253番目の塩基がT、第298番目の塩基がGのいずれか又は2以上であり、及び/又は、配列番号8で示されるコクヌストモドキND5遺伝子由来の塩基配列の5’末端から、第248番目の塩基がAである、前記地域識別メルクマール。
- 請求項1~7のいずれか1項記載の方法により作製されたメルクマールを構成する塩基のうちの少なくとも1の塩基を含む、プライマー。
- 請求項1~7のいずれか1項記載の方法により作製されたメルクマールを構成する塩基のうちの少なくとも1の塩基を含む、プローブ。
- コクヌストモドキの生息地域が日本国本州か否かを特定するための配列番号17~29
に示される核酸を含む、請求項20記載のプライマー。 - 請求項20記載のプライマー及び/又は請求項21記載のプローブを用いて、昆虫の生息地域を特定する方法であって、以下の:
(a)被検体である昆虫のDNAを抽出する工程;
(b)前記工程(a)で抽出したDNAを請求項20記載のプライマー及び/又は請求項21記載のプローブと接触させる工程;
(c)DNA断片を増幅する工程;及び
(d)被検体である昆虫の生息地域を特定する工程;
を含む、前記方法。 - 請求項20記載のプライマー及び請求項21記載のプローブを用いて、昆虫の生息地域を特定する方法であって、以下の:
(a)被検体である昆虫のDNAを抽出する工程;
(b)前記工程(a)で抽出したDNAを請求項20記載のプライマー及び請求項21記載のプローブと接触させる工程;
(c)リアルタイムPCRを用いてDNA断片を増幅する工程;
(d)予めプローブに標識された蛍光物質を検出する工程;及び
(e)被検体である昆虫の生息地域を特定する工程;
を含む、前記方法。 - 請求項22記載のプライマーを用いて、コクヌストモドキの生息地域が日本国本州か否かを識別するための方法であって、以下の:
(a)被検体であるコクヌストモドキのDNAを抽出する工程;
(b)前記工程(a)で抽出したDNAを請求項22記載のプライマーと接触させる工程;
(c)DNA断片を増幅する工程;及び
(d)被検体であるコクヌストモドキが日本国本州に生息するコクヌストモドキかそれ以外の地域に生息するコクヌストモドキであるかを識別する工程;
を含む、前記方法。 - 請求項21記載のプローブ及び前記プローブを挟んでこれを増幅しうる一対のプライマーを用いて、昆虫の生息地域を特定する方法であって、以下の:
(a)被検体である昆虫のDNAを抽出する工程;
(b)前記工程(a)で抽出したDNAを請求項21記載のプローブ及び前記プローブを挟んでこれを増幅しうる一対のプライマーと接触させる工程;
(c)リアルタイムPCRを用いてDNA断片を増幅する工程;
(d)予めプローブに標識された蛍光物質を検出する工程;及び
(e)被検体である昆虫の生息地域を特定する工程;
を含む、前記方法。
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"Cycle sequencing of single-stranded DNA and double-stranded DNA", CYCLE SEQUENCING IN GENEAMPPCR SYSTEM 9700, 9600, 2700, 2400, pages 22 |
"Proceedings of the International Working Conference on Stored- Product Protection, 2006", vol. 9TH, article FLEURAT-LESSARD, F. ET AL.: "Genetic differentiation at the inter- and intra-specific level of stored grain insects using a simple molecular approach (RAPD).", pages: 446 - 455, XP008166636 * |
CYCLE SEQUENCING IN GENEAMPPCR SYSTEM 9700, 9600, 2700, 2400, pages 25 |
CYCLE SEQUENCING OF SINGLE-STRANDED DNA AND DOUBLE-STRANDED DNA, pages 22 |
FRIEDRICH, M. ET AL.: "Sequence and phylogenetic analysis of the completemitochondrial genome of the flour beetle Tribolium castanaeum.", MOL. PHYLOGENET. EVOL., vol. 26, no. 3, 2003, pages 502 - 512, XP008152305 * |
HIROMASA YAMAUCHI ET AL.: "DNA Kaiseki ni yoru Chokoku Gaichu Tribolium castanaeum no Seisoku Chiiki no Suitei", JAPANESE SOCIETY OF FOOD CHEMISTRY DAI 15 KAI SOKAI.GAKUJUTSU TAIKAI KOEN YOSHISHU, vol. 15, 21 May 2009 (2009-05-21), pages 27, XP008168574 * |
HIROMASA YAMAUCHI ET AL.: "DNA Kaisekiho o Mochiita Konchushu no Shikibetsu", JAPANESE JOURNAL OF FORENSIC SCIENCE AND TECHNOLOGY, vol. 11, 31 October 2006 (2006-10-31), pages 22, XP008167205 * |
HIROMASA YAMAUCHI ET AL.: "DNA Tagata Kaiseki ni yoru Tribolium castanaeum no Yurai Chiiki no Tokutei", JAPANESE JOURNAL OF FORENSIC SCIENCE AND TECHNOLOGY, vol. 13, 25 October 2008 (2008-10-25), pages 27, XP008167208 * |
HIROMASA YAMAUCHI ET AL.: "Kaju Inryo ni Kon'nyu shita Konchu no DNA Kaiseki ni yoru Dotei Oyobi sono Mondaiten", KAJU KYOKAIHO, vol. 594, 25 February 2008 (2008-02-25), pages 9 - 22, XP008167209 * |
PURIFICATION METHOD ON SPIN COLUMNS (OR SPIN PLATES), pages 38 - 40 |
See also references of EP2388319A4 * |
SU, Z.H. ET AL.: "Origin and diversification of hindwingless Damaster ground beetles within the Japanese islands as deduced from mitochondrial ND5 gene sequences (Coleoptera, Carabidae).", MOL. BIOL. EVOL., vol. 15, no. 8, 1998, pages 1026 - 1039, XP055098393 * |
YOSHIZAWA, K.: "Molecular phylogeny of major linages of Trichadenotecnum and a review of diagnostic morphological characters (Psocoptera: Psocidae).", SYSTEMATIC ENTOMOLOGY, vol. 29, 2004, pages 383 - 394, XP055098353 * |
ZHANG, L.P. ET AL.: "Analysis of genetic diversity among different geographical populations and determination of biotypes of Bemisia tabaci in China.", JOURNAL OF APPLIED ENTOMOLOGY, vol. 129, no. 3, 2005, pages 121 - 128, XP055095852 * |
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