鱗翅目昆虫における無核精子の機能解明と精子保存への機能利用

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13556009
• Research Institution: HOKKAIDO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 佐原 健 北海道大学, 大学院・農学研究科, 助手 (30241368)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伴野 豊 九州大学, 大学院・農学研究院, 助教授 (50192711) ; 齋藤 裕 北海道大学, 大学院・農学研究科, 教授 (20142698) ; 伴戸 久徳 北海道大学, 大学院・農学研究科, 教授 (20189731) ; 竹村 洋子 (財)大日本蚕糸会, 蚕業技術研究所, 研究員 ; 山舗 直子 酪農学園大学, 環境システム学部, 助教授 (40112578)
• Keywords: カイコ / 有核精子 / 無核精子 / 凍結保存 / 人工授精 / 精子培養 / 遺伝資源保存 / 重複交尾

Research Abstract

本年度は、昨年度確立された実験系である有核精子と無核精子の分離技術(3倍体では無核精子、高温処理した大造では有核精子のみが機能する)を応用して人工授精と重複交尾と組み合わせた実験を行い無核精子の受精に関する役割の詳細を追求した。その結果、十分量の無核精子がない場合には、受精が成立しないことが明らかになり、無核精子が鱗翅目昆虫の代表であるカイコにおいては受精に必要不可欠であることの確証を得た。同時に、受精による無核精子供給では、十分な受精率を得ることが出来ないことから、交尾嚢の両精子の混合も重要であることが明らかとなった。また、昨年度行われた二型精子の方だけの凍結に加え、両精子凍結保存-融解を施し、人工授精実験を行った。昨年の結果から無核精子の凍結保存性のみに依存すると考えられていた融解精子の受精能力低下は、一部有核精子の量や質によりても変化することが明らかになった。このため、さらに、通常の精子(有核精子と無核精子を混在する)棟結後、人工授精で受精率が極端に低下する(ほぼ0%)品種を用いて、無核精子の機能が発揮されるかどうかと言ったさらに実際の応用に近い実験を行った。これまでの実験結果と同様、凍結無核精子は受精を確実に向上させるものの、その機能には大きなばらつきがあった。この結果については、無核精子作成に用いる系統の選抜などさらなる検討が必要と考えられた。交尾難な突然変異系保存品種について、さらに品種数を増加して良好な結果を得た。以上の結果から凍結保存精子と無核精子の人工授精によりカイコ品種の系統維持を行える礎が完成した。
無核精子と有核精子の分化についての検討を行うために、本研究ではカイコ精子培養系を完成させた。無核精子の分化とその維持にはホルモン、栄養供給源が機能していることを示した。

Research Products

• [Publications] Sahara K: "Application of artificial insemination technique to separated eupyrene and apyrene sperm in Bombyx mori"Journal of Experimental Zoology. (in press). (2003)
• [Publications] Sahara K: "Roles of actin networks in peristaltic squeezing of sperm bundles in Bombyx mori"Journal of Morphology. (in press). (2003)
• [Publications] Kawamura N: "Glucose and ecdysteroid increase apyrene sperm production in in vitro cultivation of spermatocysts of Bombyx mori"Journal of Insect Physiology. (in press). (2003)
• [Publications] Sahara K: "Moth sex chromatin probed by comparative genomic hybridization (CGH)"Genome. (in press). (2003)
• [Publications] Kawamura N: "In vitro cultivation of spermatocysts to matured sperm in the silkworm, Bombyx mori"Development, Growth and Differentiation. 44・4. 273-280 (2002)
• [Publications] Sahara K: "Double copulation of a female with sterile diploid and polyploid males recovers fertility in Bombyx mori"Zygote. 10・1. 23-29 (2002)