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Molecular mechanisms underlying molting hormone signaling for sex differentiation in the water flea Daphnia

Research Project

Project/Area Number 18K14794
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 45040:Ecology and environment-related
Research InstitutionKanagawa University

Principal Investigator

Toyota Kenji  神奈川大学, 理学部, 研究員 (00757370)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywordsミジンコ / 脱皮ホルモン / 甲殻類 / クルマエビ / 性決定
Outline of Final Research Achievements

Molting hormone is widely known to regulate the molting in the Arthropod species such as crustaceans and insects. In this study, I newly found two Daphnia magna strains that can also control the production of female or male offspring by photoperiod differences and demonstrated the lifetime production profiles of female and male offspring under the long-day or short-day conditions. In near future, daphnids with photoperiod-dependent sex determination manner will hugely contribute to understanding the molecular mechanisms underlying molting hormone-driving sex differentiation in daphnids.
In addition to daphnids, I demonstrated that physiological function of molting hormone on larval development of kuruma prawn Marsupenaeus japonicus to comprehensively understand the function of molting hormone in crustaceans.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

脱皮ホルモンは昆虫類の脱皮・成長に必須のホルモンであることから、古くから農薬成分として農業分野で使用されてきた。その結果、ミジンコや農業益虫などの農薬の非対象生物である節足動物にまで影響がでてしまっていることが社会問題となっている。本研究からミジンコでは脱皮ホルモンが性分化(メスに成長するかオスに成長するか)に重要な役割を果たしていることが示唆されているが、農薬などの脱皮ホルモン成分によって生物が子孫を残すうえで非常に重要な形質である“性”を撹乱してしまう可能性があることは深刻な問題である。このように本研究を通して脱皮ホルモンの未だ知られていない生理機能を研究することには大きな意義がある。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 5 results)

  • [Journal Article] Morphometric approaches reveal sexual differences in the carapace shape of the horsehair crab, Erimacrus isenbeckii (Brandt, 1848)2020

    • Author(s)
      Kenji Toyota, Kentaro Izumi, Takashi Ichikawa, Tsuyoshi Ohira, Ken Takeuchi.
    • Journal Title

      Aquatic Animals

      Volume: AA2020 Issue: 0 Pages: AA2020-1

    • DOI

      10.34394/aquaticanimals.AA2020.0_AA2020-1

    • NAID

      130007814168

    • ISSN
      2434-8643
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Transgenerational response to early spring warming in Daphnia2019

    • Author(s)
      Kenji Toyota, Maria Cuenca Cambronero, Vignesh Dhandapani, Antonio Suppa, Valeria Rossi, John K. Colbourne, Luisa Orsini.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 4449-4449

    • DOI

      10.1038/s41598-019-40946-3

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] ミジンコの生物学2019

    • Author(s)
      豊田賢治
    • Organizer
      教養セミナー, 東京理科大学長万部キャンパス
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Crustacean endocrinology: larval metamorphosis and sexual differentiation2019

    • Author(s)
      豊田賢治
    • Organizer
      国際農業教育研究推進センター公開セミナー, 九州大学
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 甲殻類の生物学:性決定や変態のメカニズムに迫る2019

    • Author(s)
      豊田賢治
    • Organizer
      学びのジャンクション -異分野交流セミナー -, 津山工業高等専門学校
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] クルマエビの幼生変態の内分泌機構の解析2019

    • Author(s)
      豊田賢治, 山根史裕, 大平剛.
    • Organizer
      第90回日本動物学会大阪大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ケガニ甲羅の雌雄形態解析2019

    • Author(s)
      豊田賢治, 泉賢太郎, 大平剛, 市川卓, 竹内謙.
    • Organizer
      第57回日本甲殻類学会, 東京海洋大学
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] ミジンコの環境依存型性決定の分子基盤2019

    • Author(s)
      豊田賢治
    • Organizer
      第291回 三崎談話会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] ミジンコの光周期依存的な性決定機構の分子基盤2018

    • Author(s)
      豊田賢治
    • Organizer
      第58回 C-Bioセミナー
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] クサガメとアメリカアリゲーターの温度依存型性決定期における比較トランスクリプトーム2018

    • Author(s)
      豊田賢治
    • Organizer
      新学術領域研究 性スペクトラム -連続する表現型としての雌雄 第二回領域会議
    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2021-02-19  

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