サケの母川水ニオイに対する嗅覚記憶脳内分子に関する研究

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23380106
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 上田 宏 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 特任教授 (00160177)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 飯郷 雅之 宇都宮大学, 農学部, 教授 (10232109) ; 天野 勝文 北里大学, 海洋生命科学部, 教授 (10296428)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: サケ / 母川水ニオイ / 嗅覚記憶 / NMDA受容体 / TRH / GnRH / EOG / Y字水路

Outline of Annual Research Achievements

我国の重要な水産資源であるサケ（シロザケ）は、稚魚が生まれた川（母川）のニオイを降河時に記銘し、親魚がそのニオイを遡河時に想起して母川回帰する。サケの母川水ニオイに対する嗅覚記憶機構を解明するため、嗅覚記憶に関連する脳内分子を解析する研究を行い、平成27年度は下記のような成果を得た。1.稚魚の母川記銘時の甲状腺ホルモン（T4）とNMDA受容体必須サブユニットNR1の関係：T4を餌に混ぜてシロザケ稚魚に給餌投与すると、NR1遺伝子発現量が投与後4日目に対照群に対して有意に増加した。しかし、1週間～2週間後では対照群と有意差はなく、母川記銘は1週間以内に行われることが明らかになった。2.稚魚の降河回遊に伴う嗅覚機能の変化：千歳ふ化場から千歳川・石狩川を経て石狩湾までのシロザケ稚魚の降河回遊に伴う嗅電図（EOG）を測定した結果、シロザケ稚魚は新たな河川水に遭遇すると嗅覚感受性が有意に増加することが判明した。3.親魚の母川遡上時のGnRHとNMDAの役割：ベーリング海から千歳川に回帰するシロザケ親魚のsGnRH-I・II遺伝子発現量は、母川回帰に伴い脳部位ごと雌雄でピークが異なるが増加する傾向がみられ、嗅球のNR1遺伝子発現量は石狩湾から千歳ふ化場にかけ雄で有意に増加した。4.親魚の性成熟促進および遡河回遊に伴う嗅覚機能の変化：石狩湾に回帰した海水中のシロザケ親魚のGnRHアナログ（GnRHa）を投与して性成熟を促進しEOGを測定すると、他ふ化場起源の迷入魚が含まれている場合は石狩川河川水に対して、千歳ふ化場起源の母川回帰魚の場合は千歳川河川水に対して有意に感受性が高く、迷入魚と母川回帰魚の河川水に対する嗅覚応答が異なっていた。シロザケ親魚の遡河回遊に伴うEOGは、非母川水である豊平川河川水より、母川水である石狩川河川水と千歳川河川水に対して有意に高かった。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Sex difference in metabolic rate and swimming performance in pink salmon (Oncorhynchus gorbuscha): the effect of male secondary sexual traits (2016)
  • Author(s): Makiguchi Y, Nii H, Nakao K, Ueda H
  • Journal Title: Sex difference in metabolic rate and swimming performance in pink salmon (Oncorhynchus gorbuscha): the effect of male secondary sexual traits Volume: 2016 Pages: 1-11
  • DOI: 10.1111/eff.12278
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Involvement of hormones in olfactory imprinting and homing in chum salmon (2016)
  • Author(s): Ueda H, Nakamura S, Nakamura T, Inada K, Okubo T, Furukawa N, Murakami R, Tsuchida S, Zohar Y, Konno K, Watanabe M
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 6 Pages: 21102
  • DOI: 10.1038/srep21102
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] チューニングVPAを用いた洞爺湖産ヒメマスの資源評価 (2015)
  • Author(s): 蘇 宇, Emmanuel Andrew Sweke, 傳法 隆, 上田 宏, 松石 隆
  • Journal Title: 日本水産学会誌 Volume: 81 Pages: 413-428
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Catch per unit effort estimation and factors influencing it from recreational angling of sockeye salmon (Oncorhynchus nerka) and management implications for Lake Toya, Japan (2015)
  • Author(s): Sweke EA, Su y, Baba S, Denboh T, Ueda H, Sakurai Y, Matsuishi T
  • Journal Title: Lakes and Reservoirs: Research and Management Volume: 20 Pages: 264-274
  • DOI: 10.111/Ire.12115
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 7α-Hydroxypregnenolone, a key neuronal modulator of locomotion, stimulates upstream migration by means of the dopaminergic system in salmon (2015)
  • Author(s): Haraguchi S, Yamamoto Y, Suzuki Y, Change JH, Koyama T, Sato M, Mita M, Ueda H, Tsutsui K
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 5 Pages: 12546
  • DOI: 10.1038/srep12546
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The olfactory transcriptome and progression of sexual maturation in homing chum salmon Oncorhynchus keta (2015)
  • Author(s): Palstra AP, Fukaya K, Chiba H, Dirks RP, Planas JV, Ueda H
  • Journal Title: PLoS ONE Volume: 10 Pages: e0137404
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0137404
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Physiological mechanism of imprinting and homing migration of Pacific salmon (2016)
  • Author(s): Ueda H
  • Organizer: 52nd Annual Meeting of Oregon Chapter of the American Fisheries Society
  • Place of Presentation: Seaside (USA)
  • Year and Date: 2016-03-04
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Physiological mechanism of imprinting and homing migration of Pacific salmon (2016)
  • Author(s): Ueda H
  • Organizer: Morioka Salmon Workshop
  • Place of Presentation: ホテルメトロポリタン盛岡ニューウイング（岩手県盛岡市）
  • Year and Date: 2016-02-08
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Physiological mechanisms of olfactory imprinting and homing in Pacific salmon (2015)
  • Author(s): Ueda H
  • Organizer: 145th Annual Meeting of American Fisheries Society
  • Place of Presentation: Portland (USA)
  • Year and Date: 2015-08-17
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Large and small scale Pacific salmon homing behavior using the PIT tag system (2015)
  • Author(s): Ueda H, Chen EY, Nii H, Nakao K, Hayashida K, Misaka N, Koide N
  • Organizer: 3rd International Conference on Fish Telemetry
  • Place of Presentation: Halifax (Canada)
  • Year and Date: 2015-07-16
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Neuroendocrine control mechanisms of imprinting and homing migration in chum salmon (2015)
  • Author(s): Ueda H
  • Organizer: International Symposium on Advances in the Population Ecology of Stream Salmonids IV
  • Place of Presentation: Girona (Spain)
  • Year and Date: 2015-05-26
  • Int'l Joint Research
• [Book] 水産海洋ハンドブック第３版 (2016)
  • Author(s): 上田 宏
  • Total Pages: 662
  • Publisher: 生物研究者