ミジンコの環境依存型性決定を制御する幼若ホルモン生合成系の解明

阐明控制水蚤环境依赖性性别决定的保幼激素生物合成系统

基本信息

批准号：
18J00149
负责人：
豊田賢治
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Kanagawa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J00149/
关键词：
ミジンコ幼若ホルモン性分化環境依存型性決定

项目摘要

オオミジンコDaphnia magnaの日長依存型性決定を示す2系統（LRV13.2, LRV13.5-1系統）を用いて、D. pulex WTN6系統で得られた知見の検証実験を実施した。LRV13.2系統は長日条件でメスを、短日条件でオスを産生するが、LRV13.5-1系統はその逆の長日条件でオスを、短日条件でメスを産生する。私の先行研究により、イオンチャネル型グルタミン酸受容体の阻害剤であるMK-801やプロテインキナーゼC経路の阻害剤であるbisindolylmaleimide IV（BIM）をオス誘導条件下で成体メスに投与することでオス産生が抑制され、メス産生が促進されることが明らかにっており、本現象が上記オオミジンコの2系統でも保存されているのか調べた。その結果、両系統において、MK-801とBIMの投与でオス産生が有意に抑制されることを見出した。本結果は先行研究と一致するものであり、iGluRとPKCを介して日長時間に応じて雌雄を産み分けるミジンコの性決定機構はD. pulexとD. magnaの間で保存されていることを明らかにした。幼若ホルモンは昆虫類を用いた数多くの研究からその多様な生理機能が明らかになっている。その一方で、甲殻類における幼若ホルモンの生理機能は謎に包まれている。そこで私は、ミジンコのオス性決定因子としての幼若ホルモンの機能だけでなく、他の甲殻類を用いた幼若ホルモンの生理作用を調べることを目的に十脚目の幼生変態に着目した。モデルとしてクルマエビ Marsupenaeus japonicusを用いて、孵化直後のノープリウス幼生、ゾエア、ミシス、ポストラーバへと至る変態を介した各幼生ステージにmethyl farnesoateを曝露し、幼生変態にmethyl farnesoateが関与することを初めて実験的に示すことに成功した。

使用表现出光周期依赖性性别决定的两种大型溞菌株（LRV13.2 和 LRV13.5-1 菌株），我们进行了一项实验来验证用 D. pulex WTN6 菌株获得的结果。 LRV13.2菌株在长日照条件下产生雌性，在短日照条件下产生雄性，而LRV13.5-1菌株在长日照条件下产生雄性，在短日照条件下产生雌性。我之前的研究表明，通过在雄性诱导条件下对成年雌性施用 MK-801（一种离子型谷氨酸受体抑制剂）和双吲哚马来酰亚胺 IV（BIM）（一种蛋白激酶 C 途径抑制剂），可以实现雄性生产。研究表明，这种现象受到抑制，雌性生产得到促进，我们研究了这种现象在上述两个大型溞谱系中是否保守。结果，我们发现 MK-801 和 BIM 的施用显着抑制了两种品系的雄性生产。这些结果与之前的研究一致，表明水蚤根据日照长度通过 iGluR 和 PKC 区分雄性和雌性后代的性别决定机制在 D. pulex 和 D. magna 之间是保守的。大量使用昆虫的研究揭示了保幼激素的多种生理功能。另一方面，保幼激素在甲壳类动物中的生理功能仍然是个谜。因此，我将重点放在十足目幼虫变态上，目的不仅是研究保幼激素作为水蚤雄性性别决定因素的功能，而且还研究保幼激素对其他甲壳类动物的生理效应。我们以日本对虾为模型，将法尼索酸甲酯暴露于从无节幼体孵化后立即到幼体、糠虾和后期幼体的变态过程中的各个幼虫阶段，并首次证明法尼索酸甲酯参与幼虫变态过程。显示出这一点。