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

阐明滞育卵产生的分子基础，支持野外水蚤种群的长期共存

• 批准号: 22KJ0443
• 负责人: 丸岡 奈津美
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Utsunomiya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0443/
• 关键词: ミジンコ; 共存機構; 絶対単為生殖; 休眠; 種内競争; ゲノム編集; 幼若ホルモン

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。

记者透露，生活在山区湖泊和湖泊中的绝对孤雌生殖2菌株（JPN1，JPN2）具有较高或较低的食物竞争，但是较差的JPN2蛋白质卵产量较高，这表明这种特征对于维持下部菌株的人群很重要。该任务的目的是阐明分子基础，这将在线之间产生休眠卵的差异。水达氏菌的品种对环境有反应，并突然和休眠的卵，但他们不知道何时以及如何发生命运决定。今年，我们搜索了在休眠卵产生之前使用休眠卵和突然孵育后的个体分析在休眠卵产生之前特异性表达的基因。结果，选择了19个候选基因，发现在休眠卵产生之前，少年激素（JH）降解酶的表达很高。尽管JH诱导男性水煮氏菌的产量，但尚未透露其参与休眠卵的产生。因此，使用两种具有不同休眠卵产生频率的菌株进行JH暴露实验。许多个体即使在高饲料浓度下也会产生休眠的卵，而JPN2是通过暴露产生的，但是许多个体也会产生休眠的卵，即使在高饲料浓度下，也没有诱导JPN1，许多人会产生突然的卵。此外，尽管JH暴露会引起JPN1的雄性，但高浓度的JH暴露并未在JPN2中产生雄性。此外，改变JPN2菌株暴露的时机表明，在孵育前两岁时暴露是诱导休眠卵的必要条件。从上面的情况下，发现JH在某些年龄的某些年龄呈积极调节休眠的卵产生，并且JH对具有不同休眠卵产生频率的线条之间对休眠卵的敏感性有所不同。线之间的JH男性生产能力也存在差异，这可能与休眠卵产生的差异有关。记者还学会了对鸡蛋的显微注射，并使用CRISPR/CAS9方法成功地创建了一个基因敲除线，该基因被认为在RNA-Seq和RT-QPCR的休眠卵产生之前被认为是高度表达的。

项目成果

絶対単為生殖型ミジンコの休眠卵生産を制御する遺伝子の網羅的探索

专性孤雌水蚤滞育产卵基因的综合研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 丸岡奈津美;牧野能士;宮川一志;占部城太郎
• 通讯作者: 占部城太郎

絶対単為生殖型ミジンコの休眠卵生産における幼若ホルモンの機能

保幼激素在专性孤雌水蚤滞育产卵中的作用

• 发表时间: 2023
• 作者: 丸岡奈津美;宮川一志
• 通讯作者: 宮川一志