野外ミジンコ個体群の長期共存を支える休眠卵生産の分子基盤の解明

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報告者は、山地湖沼に生息する絶対単為生殖型ミジンコ2系統（JPN1, JPN2）は、餌をめぐる競争に優劣があるが、競争劣位なJPN2系統では休眠卵生産頻度が高いことを示し、この形質が劣位系統の個体群維持に重要であることを明らかにした。本課題の目的は、系統間の休眠卵生産の違いを生む分子基盤を明らかにすることである。ミジンコ属は環境に応答し急発卵と休眠卵を産み分けるが、運命決定がいつ、どのように起こるかわかっていない。本年度は、休眠卵・急発卵抱卵前後の個体を用いたRNA-seq解析により、休眠卵生産前特異的に発現変動する遺伝子を探索した。結果、19候補遺伝子が選抜され、うち幼若ホルモン（JH）の分解酵素の発現が休眠卵生産前に高いとわかった。JHはミジンコ属では雄生産を誘導するが、休眠卵生産への関与は明らかになっていない。そこで、休眠卵生産頻度の異なる2系統を用いたJH暴露実験を実施した。暴露によりJPN2では、急発卵が作られる高餌濃度下でも多くの個体が休眠卵を生産したが、JPN1では休眠卵は誘導されず、多くの個体が急発卵を生産した。さらに、JPN1ではJH暴露で雄が誘導されたのに対し、JPN2では高濃度のJH暴露でも雄は作られなかった。加えて、JPN2系統で暴露タイミングを変えると、抱卵2回前の齢での暴露が休眠卵の誘導に必要であると示唆された。以上より、JHは特定の齢において休眠卵生産を正に制御すること、休眠卵生産頻度の異なる系統間で休眠卵生産に対するJHの感受性が異なることがわかった。また、系統間でJHを介した雄生産能にも違いがあり、休眠卵生産の違いに関与する可能性がある。また、報告者は卵へのマイクロインジェクションを習得し、RNA-seqとRT-qPCRによって休眠卵生産前に発現が高いとされた１遺伝子について、CRISPR/Cas9法によるノックアウト系統の作製に成功した。