| Project/Area Number |
22K20666
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0703:Biology at organismal to population levels and anthropology, and related fields
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| Research Institution | Osaka Metropolitan University |
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Principal Investigator |
近藤 湧生 大阪公立大学, 大学院理学研究科, 特任助教 (10965099)
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| Project Period (FY) |
2022-08-31 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 性淘汰 / 精子競争 / 代替繁殖戦術 / 精子配分 / 精子配分戦略 / メダカ / 代替繁殖戦略 |
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| Outline of Research at the Start |
雄が状況に応じて1回の配偶あたりの射精量を調節する戦略は「精子配分戦略」と呼ばれ、体内受精種で主に研究されてきたが、理論モデルと実証研究の不一致が多く、詳細は不明である。各雄の精子の定量が「精子配分戦略」の理解に極めて重要であるにも関わらず、体外受精種の複数の雄が参加した配偶における各雄の射精量は不明である。本研究では、複数の雄が参加した配偶における各雄の射精量を定量化する新規手法の開発と繁殖戦略の異なる雄の精子配分戦略を解明することを目的とする。これにより、「有限な精子」という制約が性淘汰に与える影響の重要性や一般性について、これまでにない新たな知見を提供できると期待される。
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| Outline of Annual Research Achievements |
雄が状況に応じて1回の配偶あたりの射精量を調節する戦略は「精子配分戦略」と呼ばれ、体内受精種で主に研究されてきた。しかし、理論モデルと実証研究の間に不一致が多く、詳細はまだ解明されていない。各雄の精子量が「精子配分戦略」の理解に非常に重要であるにもかかわらず、既存の技術では測定が難しかったため、体外受精種で複数の雄が関わる配偶における各雄の射精量は未だに不明である。本研究では、複数の雄が関わる配偶における各雄の射精量を定量化する新たな手法を開発し、繁殖戦略が異なる雄の精子配分戦略を解明することを目指す。
昨年度は、GFP（緑色蛍光タンパク質）を性細胞に導入したメダカの雄と通常の雄を雌と交配させ、水中で混合した各雄の精子を識別する方法を検討した。しかし、GFPが性細胞に導入されたメダカでは、体外に放出された精子1つ1つが蛍光顕微鏡で観察できなかったため、当初予定していた環境DNA技術を応用し、水中で混合した各雄の射精量を定量化する方法を試みた。
今年度は、環境DNA技術を応用するため、これまでの成果を学会などで発表し、文献調査や環境DNAの専門家と手法確立のためのプロトコルを相談した。現在、同じ集団内の個体を使って実験を実施する予定である。しかし、環境DNA技術で2個体の雄の精子を識別することが困難であることも予想される。その場合、先行研究で参考とされる、ミナミメダカとキタノメダカの異なる異性の交配による配偶子の環境中のDNA量の増加を定量した研究を参考に、近縁の個体群やミナミメダカとキタノメダカを使った水槽実験も検討する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
繁殖戦略の異なるペア雄とスニーカー雄では、状況に応じて射精量が異なることが予想され、個体ごとの放精数の定量は精子配分戦略の理解には必須である。しかし、体外受精種で個体ごとの放精数を計数した例はない。そこで、複数雄を配偶させ、水槽内に放出された各雄の射精量を定量的に評価する新規手法の開発を模索した。
今年度は、環境DNA技術を応用するため、これまでの成果を学会などで発表し、文献調査や環境DNAの専門家と手法確立のためのプロトコルを相談した。現在、同じ集団内の個体を使って実験を実施する予定である。しかし、環境DNA技術で2個体の雄の精子を識別することが困難であることも予想される。その場合、先行研究で参考とされる、ミナミメダカとキタノメダカの異なる異性の交配による配偶子の環境中のDNA量の増加を定量した研究を参考に、近縁の個体群やミナミメダカとキタノメダカを使った水槽実験も検討する。
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| Strategy for Future Research Activity |
水中の環境DNAからメダカ属の近縁2種（ミナミメダカとキタノメダカ）を識別する手法や、水中の精子DNAの増加量を定量する研究が報告されている。この技術を応用する。まず、水中で混合した精子がどの雄のものかを識別するため、個体特異的な配列（マイクロサテライトやSNP）から個体識別が可能なプライマーを作成する。そのプライマーを用いて定量PCRを実施し、水中の環境DNAから各雄の射精量を推定する。この手法は、水中の精子の個体識別が可能な遺伝子領域を利用するため、モデル生物以外にも応用が可能である。さらに、この手法は雌の体内で混合した各雄の精子も識別・定量できるため、体外受精を行う魚類だけでなく、体内受精種を含む動物全般の精子配分戦略の研究手法の確立につながる。
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