広域分布種フタバカゲロウ類における特殊な発生システムの究明

广泛分布的双翅目物种特殊发育系统的研究

• 批准号: 19J13377
• 负责人: 谷野 宏樹
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Shinshu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J13377/
• 关键词: 繁殖システム; 胎生; 卵胎生; 発生学; 繁殖様式; 発生システム

昆虫は生物全体の中でも最も多様な形質を有する分類群であるものの，その繁殖システムは基本的には卵生である。卵生昆虫の場合は母体外に産み落とされた卵を親が世話することは稀であり，放置されることが多い。卵生が特殊化した卵胎生では，母体内で孵化した幼虫，あるいは孵化直前にまで胚発生が進行した卵が産下される。最も特殊化した繁殖システムである胎生は一部の昆虫類のみで知られる。胎生では卵内に十分な栄養物質が含まれておらず，親からの栄養供給が必須である。昨年度までの研究においては，フタバカゲロウの日本列島集団が胎生であること，本種の胎生は従来知られてきた胎生システムのいずれにも当てはまらないことを明らかにしてきた。また，胚発生過程において卵膜に特殊な構造が観察されることを光学顕微鏡下での観察から明らかにした他，胎生システムの獲得に伴い進化した可能性が高い，未受精卵の吸収についても明らかにした。本年度は，この新規胎生システムの栄養供給に関して，重要な知見が得られた。これまでの研究から，胚発生過程を通じて卵膜に特殊な構造が形成されることを明らかにしてきた。この特殊な構造の詳細を究明するため，TEMによる超微細構造の観察を実施した。この観察により，胚発生過程を通じて卵膜に微絨毛が形成されること，卵巣から卵膜，そして胚へと電子密度の高い物質が輸送されていることが明らかとなった。これまでの研究成果を通じ，フタバカゲロウにおける新規の胎生システムでは卵膜が重要な役割をしており，母体に蓄積された卵黄物質および脂質の供給を受けながら胚発生が進行していくことが示唆される。また，未受精卵の吸収が示唆されていることから，未受精卵に含まれる脂質を利用し，可能な限り効率的に栄養物質を利用することで高い発生率を有していることが考えられる。

Insects have the most diverse taxa of all living things, and their reproductive systems are basically egg-laying. Egg-laying insects lay eggs outside the mother's body. Egg birth is specialized, eggs are born, larvae are hatched in the mother, embryos are born, eggs are laid. The most specialized reproduction is the birth of an insect. The fetus is born with a lot of nutrients in the egg, and the parents have to provide nutrients. In the past year, the Japanese archipelago has been studied in detail. The birth of this species has been studied in detail. The special structure of egg membrane during embryo development is observed under optical microscope, and the possibility of embryo development is high. The absorption of unfertilized eggs is observed under optical microscope. During the year, the new regulations on birth control and nutrition supply were implemented, and important knowledge was obtained. This study shows that the embryo development process is through the formation of special structures in the egg membrane Detailed investigation of special structures, TEM and ultra-fine structure observation The embryo development process is characterized by the formation of microvilli in the egg membrane, the transport of electron dense substances in the embryo membrane, and the formation of microvilli in the egg membrane. The results of this research show that the egg membrane plays an important role in the development of the embryo, and the accumulation of yolk substances and lipid supply in the mother body are affected. In addition, the absorption of unfertilized eggs has been shown to increase the utilization of lipids contained in unfertilized eggs, which may limit the utilization of nutrients and increase the survival rate.

项目成果

Genealogical position of Japanese populations of the globally distributed mayfly Cloeon dipterum and related species (Ephemeroptera, Baetidae): A molecular phylogeographic analysis

全球分布的蜉蝣科蜉蝣及相关物种（蜉蝣目、蜉蝣科）日本种群的谱系位置：分子系统发育地理学分析

• DOI: 10.2108/zs190049
• 发表时间: 2019
• 期刊: Zoological Science
• 影响因子: 0.9
• 作者: Yano K;Takenaka M and Tojo K
• 通讯作者: Takenaka M and Tojo K

Possibility of undeveloped egg absorption during embryogenesis: A unique phenomenon observed in the ovoviviparous mayfly Cloeon diipterum

胚胎发生过程中未发育卵吸收的可能性：在卵胎生蜉蝣 Cloeon diipterum 中观察到的独特现象

• DOI: 10.2108/zs200098
• 发表时间: 2020
• 期刊: Zoological Science
• 影响因子: 0.9
• 作者: Koki Yano and Koji Tojo

東アジアを中心としたフタバカゲロウ Cloeon 属の分子系統地理学的解析～世界広域でのサンプリングから解き明かす系統と多様性～

Cloeon 属的分子系统地理学分析，一种以东亚为中心的双翅目蝇类 - 通过全球采样阐明系统发育和多样性 -

• 发表时间: 2019
• 作者: Isamu Shitara;Takefumi Hiraguri;Taniguthi Ryotaro;Kentaro Nishimori;谷野宏樹・東城幸治;設樂 勇，平栗健史，谷口諒太郎，西森健太郎;谷野宏樹・東城幸治
• 通讯作者: 谷野宏樹・東城幸治

昆虫の発生システムにおける多様性: フタバカゲロウの特殊な発生システム

昆虫发育系统的多样性：双翅目蝴蝶的特殊发育系统

• 发表时间: 2019
• 作者: Oh;J.W.;Minami;M.,Ikeda;S.,Takatsuki;S.;Oonishi;N;Higuchi;N.;Okada;A.;Kimura;J.;Koyabu;D;谷野宏樹・東城幸治
• 通讯作者: 谷野宏樹・東城幸治

フタバカゲロウの系統進化と不思議な繁殖システムについて

关于双翅目蝴蝶的系统发​​育进化和神秘的繁殖系统

• 发表时间: 2020
• 作者: Hiraguri Takefumi;Nishimori Kentaro;Shitara Isamu;Mitsui Tsutomu;Shindo Takuya;Kimura Tomotaka;Matsuda Takahiro;Yoshino Hideaki;Kazuki Umemoto;谷野宏樹
• 通讯作者: 谷野宏樹