ミジンコにおいて捕食者に誘導される表現型多型の発生制御に関する研究

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環境に応じて表現型が不連続に変化する現象は、表現型多型"polyphenism"として知られている。この現象は,変動する環境条件下で生物が適応度を上げる上で重要な役割を果たすが、その発生制御メカニズムは明らかにされいない。枝角類ミジンコ属Daphniaも表現型多型を示し、捕食者の存在下で防御形態を可塑的に構築し被食を回避している。ミジンコD. pulexは、捕食者であるフサカ幼虫Chaoborus. spの匂い物質(カイロモン)にさらされると、次世代個体の後頭部に突起neck Teethを形成する。本研究では、D. pulexの防御形態形成を中心とした表現型の可塑性の発生制御機構を解明することを目的とした。その結果、ミジンコの捕食者に誘導される表現型多型について、その詳細な防御形態の形成過程と、それらを制御していると推測される遺伝子が明らかになった。第1章では、Daphniaの防御形態が形成される時期とその過程を明らかにするため、胚発生および後胚発生における形態や、生活史の変化過程を、形態計測・走査電子顕微鏡や共焦点顕微鏡などを用いて詳細に整理した。また、形態変化だけでなく、カイロモン受容時期についても観察した。発生過程を通じ、カイロモンを受容して、防御形態だけでなく生活史や卵形成様式などを可塑的に変化させていることが明らかとなった。第2章では、第1章で決定した形態変化過程の観察に基づいて、カイロモン曝露個体で特異的に発現している遺伝子をDifferential Display法によって同定し、捕食者の感受と形態形成に関わると考えられる遺伝子候補を得ることに成功した。さらにReal-Time定量PCRにより、13の遺伝子がカイロモン処理で発現量上昇し,1つの遺伝子が発現低下することが確認された。これらは、代謝や転写調節、受容や細胞増殖などに関る遺伝子と相同であることが示唆された。