二枚貝における産卵誘起フェロモンの決定と一斉産卵機構の解明

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K14561
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 栗田 喜久 東北大学, (連合)農学研究科(研究院), 助教 (40725058)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: フェロモン / 一斉産卵 / 産卵誘発物質 / 軟体動物

Outline of Annual Research Achievements

二枚貝類にみられる高度に同調的な一斉産卵現象の内分泌学的基盤解明に向けた産卵誘発物質の探索を実施した。二枚貝類では１個体が放卵・放精を開始すると他個体も産卵行動が誘発され、結果として一斉産卵へと発展する。この一斉産卵の同調メカニズムとして我々は二枚貝の放卵・放精液中に他個体の産卵行動を誘発するフェロモン様物質が含まれるという仮説を立て、平成27年度はイガイ科の二枚貝であるムラサキイガイおよびムラサキインコガイの精巣から産卵誘発物質の単離・精製作業を行った。
産卵期のムラサキイガイおよびムラサキインコガイの成熟オス個体約150個体と約500個体からそれぞれ精巣を摘出・破砕し、超遠心分離と限外ろ過による粗精製作業を経た精巣抽出液を得た。まず、この精巣抽出液を用いて各種成熟個体に対するバイオアッセイを行い、産卵行動の誘発作用の有無を検定した結果、およそ80％の処理個体において産卵行動の誘発が確認された。そこでこの抽出溶液をHPLCによる精製に供したところ、強い産卵誘発活性を示す画分が複数確認された。バイオアッセイでみられた産卵誘発活性を指標として、活性を示した画分についてHPLCによる産卵誘発物質の単離・精製を進めており、現在までに両種ともに３段階目の精製産物においても強い産卵誘発活性を示す画分が得られている。今後は活性を示した画分の更なる精製を行うとともに、質量分析計などによる産卵誘発物質の構造決定を開始する計画である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成27年度は２種のイガイ類を用いて産卵誘発物質の抽出と精製を行い、順調な成果を得た。一点、問題として本計画ではアサリを当初研究対象とする予定であったが、イガイ類同様に生殖巣抽出物による産卵誘発は生じるものの、産卵最盛期の個体でなければ産卵誘発率が極端に低下するという結果が得られた点があげられる。イガイ類のように低温海水中で産卵最盛期の成熟個体を維持飼育した場合でも産卵誘発率の低下が生じるため、バイオアッセイ実施にむけた産卵可能個体の長期維持飼育が行えず、本研究での本種の利用は困難である。他方、我々の調査によりムラサキイガイにおいて、東北地方の一部集団で産卵期が4月以降であることが判明した。この発見により、当初１－３月であったムラサキイガイの解析可能期間が１－６月と長期化し、単離・精製作業の想定以上の進展が期待される。以上のように、アサリが利用できなくなった期間をムラサキイガイの解析にあてられるようになったことから、全体としておおむね順調に進展していると評価した。

Strategy for Future Research Activity

平成27年度に引き続き、ムラサキイガイおよびムラサキインコガイの２種を用いて、HPLCによる精巣からの産卵誘発物質の単離・精製を行う。また物質の精製を終え次第、質量分析計を用いた構造決定作業に着手する予定である。さらに精製されたイガイ類の産卵誘発物質が他の二枚貝に対しても産卵誘発作用を持つかどうかを検証するため、まず近縁種であるムラサキインコガイとムラサキイガイに対して、他方の産卵誘発物質を処理し異種間での産卵誘発作用の有無を検証する。ここで産卵誘発活性が示された場合、アサリやアカガイなどさらに離れた分類群との交差反応性についての検証実験を行う。

Causes of Carryover

今年度は予定していた謝金が発生せず、その分を物品費に充当したなど、助成金使用計画に若干の変更が生じたため当該助成金が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

実験用貝類の維持飼育に必要な飼料代として利用する計画である。

Research Products

• [Journal Article] Molecular analysis of the distributions of the invasive Asian clam, Corbicula fluminea (O.F. Muller, 1774), and threatened native clam, C. leana Prime, 1867, on Kyushu Island, Japan. (2016)
  • Author(s): Takuya Okawa, Yoshihisa Kurita, Kazuki Kanno, Akihiko Koyama, Norio Onikura.
  • Journal Title: Bioinvasion records Volume: 5 Pages: 25-29
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant