An investigation into the relationship between the evolution of diverse reproductive systems and their corresponding degree of distribution attained globally

对不同生殖系统的进化及其在全球范围内达到的相应分布程度之间关系的调查

• 批准号: 20H03308
• 负责人: 東城 幸治
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Shinshu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20H03308/
• 关键词: 昆虫; 胚発生; 胎生; 多様化; 進化; カゲロウ; 卵胎生; 発生遺伝; 遺伝系統; 卵黄タンパク質; 適応放散

従来、欧州の地域集団を対象とした研究から、フタバカゲロウ Cloeon dipterum は単為生殖能力をもつ卵胎生種とされてきた。しかし、日本列島の地域集団を対象とした我々の研究では、単為生殖能力をもたず、卵胎生ではなく、より特異な新規の胎生である可能性が高いことに端を発し、本研究課題を遂行してきた。これまでの分子系統解析から、種内に遺伝的に大きく分化したいくつかの系統が存在し、少なくとも日本列島の系統（朝鮮半島も同じ系統）は、単為生殖能力をもたず、卵胎生ではなく新規の胎生である可能性を示唆してきた。そこで、東アジア地域のフタバカゲロウにおける新規「胎生」の進化機構に関する研究として、日本列島産フタバカゲロウ系統を対象としたリシーケンスを行い、この結果をもとに、カゲロウ類での RNAi の手法確立やフタバカゲロウの卵黄タンパク質の前駆物質である vitellogenin 発現量の変遷などを検討してきた。卵巣全体を用いた組織染色や蛍光染色、特殊な卵膜の構造に注目し、その形成過程に関する透過型電子顕微鏡TEM像の分析から、母体からの栄養物質が胚に供給される過程が観察され、卵胎生ではなく、胎生と考える上での根拠となるデータの蓄積が進展した。また、卵黄タンパク質の所在(卵内の蓄積か、母胎からの供給か?)に関しては、卵のみを用いて SDS-PAGE を実施した結果、未受精の時期から胚帯形成前の期間に減少していくタンパク質、増加していくタンパク質の存在が確認された。組織切片による組織学的観察の結果からは、蓄積されるタンパク質はない(あっても微 量)はずであり、これらのバンドが親から供給される物質である可能性が高い。すなわち、母胎からの栄養供給がされていることを支持するような結果の蓄積が進展している。実験室内での継代飼育も順調であり、胎生の進化に関わる遺伝的基盤究明に向けて最終段階に入りつつある。

In Europe and the United States, regional groups have been studying the reproductive capacity of Cloeon dipterum. The study of the Japanese archipelago's regional population is based on the high probability of reproduction, egg birth, and new rules of birth. This study is carried out. The molecular phylogenetic analysis of this species shows that there is a large differentiation of intraspecific genes, a small number of Japanese islands (Korean Peninsula), and a single reproductive ability, egg vivipary, and a new vivipary possibility. The study on the evolution mechanism of vitellogen in Japan was carried out according to the results of the study on vitellogen in Japan. The whole egg was stained with tissue and light, the structure of special egg membrane was observed, and the process of embryo formation was observed by transmission electron microscope TEM image analysis. The process of embryo supply from mother to embryo was observed. The development of embryo formation was observed.また、卵黄タンパク质の所在(卵内の蓄积か、母胎からの供给か?) SDS-PAGE was used to determine the presence of unfertilized and unfertilized embryos, and the presence of unfertilized embryos was confirmed. Histological examination of tissue sections showed that there was a high probability that the substance could be supplied to the tissue sections. The maternal and fetal nutrition supply is supported by the accumulation of results. In the laboratory, the breeding of the offspring is in order, and the evolution of the fetus is related to the basic research of the inheritance. The final stage is in order.