顕微授精法を用いた、昆虫における精細胞の受精能および人工生殖に関する研究

利用显微授精方法研究昆虫精子细胞的受精能力和人工繁殖

基本信息

批准号：
09780684
负责人：
畠山正統
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09780684/
关键词：
顕微授精 ICSI 受精精細胞キメラ膜翅目昆虫

项目摘要

1カブラハバチ(Athalia rosae、広腰亜目)は昆虫で唯一、顕微授精法(ICSI 法)により、体外人工授精が行える実験系である。この特長を利用して、精巣中の精子形成過程のさまざまなステージにある生殖細胞(精細胞)を成熟未受精卵に注入し、これらの生殖細胞の授精能と発生参加能について調べた。円形精細胞および尾部伸長中の精細胞(elongating spermatid)を注入した場合、これらの精細胞は卵核とは融合せず、単独で独立に発生に参加して、半数体雄キメラ個体が生じた。マーカー突然変異を用いて子孫検定を行うことにより、これらのキメラ雄個体の生殖細胞は卵核由来、精細胞核由来の両方からなっていることがわかった。一方、精巣内の未成熟精子(elonsated spermatid)を用いると受精個体が得られたが、半数体雄キメラ個体は得られなかった。これらの結果から、昆虫(カブラハバチ)の精細胞には発生参加能があり、卵核と独立に発生に参加するか、受精するかは、精子形成過程の段階に依存していることが示された。2精子あるいは精細胞の発生参加に関与する卵細胞質内因子の昆虫間での共通性を調べるために、近縁異種の精細胞を注入した。用いた異種の成熟精子は顕微受精によって胚発生初期まで生存できる雑種を形成する。異種の精細胞を注入すると種間キメラ個体が得られ、雑種個体は得られなかった。これらのキメラ個体は胚発生は完了するが析化には至らなかった。3カブラハバチの未成熟卵巣を近縁異種に移植し、別種の卵黄蛋白質のみで成熟した卵を得て、これらに凍結保存精子を顕微注入した。その結果、通常の顕微授精の場合と同様に受精個体が得られ、昆虫における系統保存に応用できる人工生殖の可能性が示された。

1 锯蝇（Athalia rosae，Latyridium 亚目）是唯一可以使用显微授精方法（ICSI 方法）进行体外人工授精的昆虫物种。利用这一特点，我们将睾丸中生精过程各个阶段的生殖细胞（精子细胞）注射到成熟的未受精卵中，并研究这些生殖细胞的受精能力和参与发育的能力。当注射圆形精子细胞和伸长精子细胞时，这些精子细胞不与卵核融合并独立参与发育，产生单倍体雄性嵌合体。通过使用标记突变进行后代测定，发现这些嵌合雄性的生殖细胞由卵核衍生的细胞和精子细胞核衍生的细胞组成。另一方面，当使用睾丸中的未成熟精子(伸长的精子细胞)时，获得了受精个体，但没有获得单倍体雄性嵌合个体。这些结果表明，昆虫（斑锯蝇）精子细胞具有参与发育的能力，其是否独立于卵核参与发育或受精取决于精子发生过程的阶段。 2 为了研究昆虫之间参与精子或精子细胞发育的胞质内因子的共性，我们注射了密切相关的不同物种的精子细胞。不同物种的成熟精子形成杂交体，可以通过微受精存活到早期胚胎发育。当注射不同物种的精子细胞时，获得了种间嵌合个体，但没有获得杂种个体。这些嵌合体个体完成了胚胎发育，但没有达到变态。我们将三种锯蝇的未成熟卵巢移植到一个密切相关的异种物种中，以获得仅由其他物种的蛋黄蛋白成熟的卵子，并将冷冻保存的精子显微注射到这些卵子中。结果，以与正常显微授精相同的方式获得了受精个体，这证明了人工繁殖可应用于昆虫谱系保存的可能性。