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The analysis of dimorphic sperm formation in lepidopteran insect

Research Project

Project/Area Number 20K15537
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 39050:Insect science-related
Research InstitutionNational Agriculture and Food Research Organization

Principal Investigator

Sakai Hiroki  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, 研究員 (30814660)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywords有核精子 / 無核精子 / カイコ / 雄性前核 / 蚕 / Sex-lethal
Outline of Research at the Start

ガやチョウの仲間では、核を保持し卵との受精に用いられる「有核精子」に加えて、核を持たない「無核精子」を形成する。無核精子の形成は、重要な生殖戦略の一つであると考えられるが、それを実現する遺伝的基盤は未解明のままであった。近年、カイコにおけるSex-lethal (Sxl)遺伝子の働きが無核精子の分化に重要であることが見いだされた(Sakai et al., 2019)。本研究は、無核精子の分化の鍵となるSxl遺伝子を制御する遺伝子や、Sxl遺伝子に制御される遺伝子を通して、無核精子の運命決定機構を分子レベルで解明することを目指す。

Outline of Final Research Achievements

Lepidopteran insect forms “Eupyrene sperm” and “Apyrene sperm”. Eupyrene sperm have a nucleus and are used for fertilization with eggs. On the other hand, apyrene sperm do not have a nucleus. In this study, to investigate the characteristics of eupyrene and apyrene sperm in silkworm, we focused on the gene expression and morphological characteristics of these sperm. As a result of this study, analysis of comparative transcriptome data yielded multiple genes specifically expressed in apyrene sperm.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

無核精子を利用した受精システムは、鱗翅目昆虫の繁栄をもたらした重要な生殖戦略の一つである。この仕組みを解明することは生物がもたらす多様な生殖戦略の理解につながる。また、カイコの生殖について理解することは、効率的な遺伝子組換えカイコ作出や、遺伝子組換えカイコの拡散防止技術につながる。

Report

(3 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] 透明化試薬を用いたカイコ胚の観察, Observation of silkworm embryos using a tissue-clearing reagent2022

    • Author(s)
      酒井弘貴, 冨田秀一郎
    • Journal Title

      Proceedings of the Arthropodan Embryological Society of Japan

      Volume: 54(予定)

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Journal Article] Observing silkworm embryos at the fertilization stage using a tissue clearing reagent2022

    • Author(s)
      Hiroki Sakai, Takeshi Yokoyama, Shuichiro Tomita
    • Journal Title

      Journal of Insect Physiology

      Volume: -

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] カイコSxl変異系統の維持について2021

    • Author(s)
      小原聡大, 竹村洋子, 酒井弘貴, 佐原健
    • Journal Title

      東北蚕糸・昆虫利用研究報告

      Volume: 46 Pages: 12-16

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Journal Article] 鱗翅目昆虫における受精しない精子の謎2021

    • Author(s)
      小長谷達郎, 酒井弘貴
    • Journal Title

      昆虫と自然

      Volume: 56 Pages: 18-21

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Journal Article] Double-copulated introduction of ejaculate with dominant larval phenotype to maintain <i>Bombyx mori</i> mutant with dysfunctional apyrene sperm2020

    • Author(s)
      Hiroki Sakai, Tatsuro Konagaya, Yoko Takemura, Ken Sahara, Teruyuki Niimi
    • Journal Title

      Journal of Insect Biotechnology and Sericology

      Volume: 89 Issue: 2 Pages: 2_039-2_043

    • DOI

      10.11416/jibs.89.2_039

    • NAID

      130007869219

    • ISSN
      1346-8073, 1884-7978
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] カイコにおける二重交尾とその応用2020

    • Author(s)
      酒井弘貴, 小長谷達郎, 新美輝幸
    • Journal Title

      昆虫DNA研究会ニュースレター

      Volume: 33 Pages: 41-44

    • NAID

      40022371252

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 透明化技術を用いたカイコ受精期における核の観察2022

    • Author(s)
      酒井弘貴, 横山岳, 冨田秀一郎
    • Organizer
      日本蚕糸学会第 91 回大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 透明化試薬を用いたカイコ胚の観察2021

    • Author(s)
      酒井弘貴, 冨田秀一郎
    • Organizer
      第57回日本節足動物発生学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] カイコの性と生殖に関する研究の魅力2021

    • Author(s)
      酒井弘貴
    • Organizer
      日本蚕糸学会第 91 回大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited

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Published: 2020-04-28   Modified: 2023-01-30  

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