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マダラスズにおける光周性の母性効果の分子機構の解明

阐明斑点鸟类光周期母性效应的分子机制

基本信息

批准号：
22KJ2609
负责人：
清水悠太
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Osaka Metropolitan University (2022-2023)Osaka City University (2021)
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 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

光周性の母性休眠誘導は温帯地域の昆虫の子孫の生存に重要であるが、その分子生理機構は不明な点が多い。この機構を明らかにすべく、マダラスズを対象に①昆虫ホルモン、②DNA配列の変化によらない遺伝子発現制御機構であるエピジェネティクス、によって母性休眠誘導は制御されているかに注目して研究を進めた。①に対して、母親の体液中のホルモン濃度の違いが母性休眠誘導に関与しているという仮説を立て、長日・短日条件下のメス成虫の体液中のホルモン濃度を調べたところ、20-ヒドロキシエクジソン(20E)と幼若ホルモンIII(JHIII)の濃度は、長日条件下で高かった。そこで、短日条件下のメス成虫へ20E、JHIIIを投与し、長日条件下のメス成虫に遺伝子発現を抑制するRNAi法で20E、JHIII合成に関与する遺伝子(spook, jhamt)の発現を抑制し、卵の休眠率を測定した。しかし、どちらも休眠率に変化は見られなかった。以上の結果から、本種の母性休眠誘導に昆虫ホルモンは関与していないと考えられる。②に対して、エピジェネティクスの1つであるDNAメチル化が本種の母性休眠誘導に関与しているという仮説を立て、長日・短日条件下のメス成虫にDNAメチル化に関わる遺伝子(Dnmt1, Dnmt3)のRNAiをおこない、卵の休眠率を測定した。Dnmt3のRNAiではどの条件でも休眠率に変化は見られなかった。Dnmt1のRNAiではどの条件でも卵は初期発生の段階で致死であった。以上の結果から、RNAiでは本種の母性休眠誘導にDNAメチル化が関与しているかを明らかにできなかった。以上の検討に加えて、GABAも昆虫の母性休眠誘導に関与している例が知られているため、長日・短日条件下のメス成虫にGABAとGABA受容体の阻害剤であるPicrotoxinを作用させ、卵の休眠率を測定した。しかし、どの条件でも休眠率に変化は見られなかった。以上の結果から、本種の光周性の母性休眠誘導にGABAも関与していないと考えられる。

Photocycle induction of maternal dormancy is important for the survival of insect offspring in temperature zones, and there are many unknown points in molecular physiology. The mechanism of this disease is to study the mechanism of gene expression and control of maternal dormancy induction in insects. (1) The concentration of the hormone in the body fluid of the mother was related to the induction of maternal dormancy, and the concentration of the hormone in the body fluid of the adult was adjusted under the condition of long day and short day. The concentration of the hormone in the body fluid of the 20-day dormancy III(JHIII) was increased under the condition of long day. Inhibition of Spook, Jhamt Development by RNAi Method for JHIII Synthesis and Adult Spook, Jhamt Development under Short Day Conditions and Long Day Conditions, and Egg Dormancy Rate Measurement.しかし、どちらも休眠率に変化は见られなかった。As a result, the female dormancy of this species is induced by insects. 2. DNA fragmentation related to induction of maternal dormancy in this species, DNA fragmentation related to DNA fragmentation of DNA fragments (Dnmt1, Dnmt3) in adults under long-day and short-day conditions, and dormancy rate of eggs were determined. Dnmt3 RNAi is not a condition for dormancy. Dnmt1 RNAi is a condition for early egg development. As a result, RNAi is associated with maternal dormancy induction in this species. The effects of Picrotoxin on the induction of maternal dormancy and egg dormancy in insects under long-day and short-day conditions were studied. The condition of dormancy is changed. The above results indicate that the photoperiod and maternal dormancy induction of this species are related to GABA and GABA.