2014 Fiscal Year Research-status Report
環境要因と性の相互作用による表現型の発現制御とその進化
| Project/Area Number |
26650151
|
|---|
| Research Institution | Hokkaido University |
|---|
Principal Investigator |
三浦 徹 北海道大学, 地球環境科学研究科(研究院), 准教授 (00332594)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
|
| Keywords | 表現型可塑性 / 性的二型 / 環境要因 / 性決定因子 / 内分泌因子 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は，同種であっても雌雄で表現型が異なる性的二型と，環境によって表現型が様々に変化する表現型可塑性・表現型多型に焦点を当て，性や環境情報がどのように生理情報を介して表現型発現の調節に至るのか，その至近メカニズムを解明するとともに，その進化プロセスを考察することを目的としている．今年度は当初の計画通り，複数の動物（特に昆虫類）の系統において，性と環境条件による表現型発現機構の解明に取り組んだ．以前より，取り組んでいる．オオシロアリのカースト分化機構においては特に，繁殖虫の不在時に出現する幼形補充生殖虫（ネオテニック）の分化機構について飛躍的に進展した．性比をコントロールしてネオテニック誘導実験を行ったところ，オスのネオテニックとメスのネオテニックはその分化誘導のしくみが違うことが示唆され，現在どのように雌雄による繁殖カースト分化の制御機構が働いているのかを調べている．この過程で，ネオテニックは，繁殖虫不在のコロニーを人為的に作成することにより，比較的容易に，かつ短時間で誘導できることが明らかとなっており，今後はこの誘導システムを用いることで様々な実験が可能となることが予測され，既に様々な試みを開始しいている．
また，クワガタムシは雌雄で大きな形態差があることは周知の事実であり，当研究室でも大顎形態発達機構の雌雄差については研究を推し進めてきた．今年度はさらに，パプアキンイロクワガタにおいてオス特異的に発達する前脚脛節のカッター構造に着目して研究を行った．この構造はオスのみにみられ，餌であるキク科植物の茎を切り，師管液を吸汁するために用いられる．雌雄で異なる発生機構と進化的経緯を探るため，まずは詳細な形態観察を走査電子顕微鏡を用いて行い，更に，組織的な変化も観察した．更に性決定因子であるdoublesexのクローニングも試みており，発生機構解明の準備が整った．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当研究課題では，所属学生や研究員らと協力して，様々な対象種を同時並行で行うこととしており，当初予定していなかったが予想以上に進展した部分と，やや遅れている部分がある．シロアリの繁殖カースト誘導系については予想以上に進展したが，予定していた化学分析については表現型に特異的な物質が現時点では得られていない．これについては継続して分析を進めている．また，ホルモンなどの計測についても各対象種で進展しており，想定した結果が得られつつあるが，体系的な理解には至っておらず，今後の更なる進展に期待したいところである．
|
| Strategy for Future Research Activity |
今後は，前年度までに得られた成果を元にして下記の様な計画で研究を継続する．
シロアリのカースト分化に関しては，性による非対称性がどのように成立しているのか，誘導系を用いて様々な条件検討を行うとともに，分化抑制フェロモンなどの同定を試みる．また繁殖虫への分化の過程で生じる，生理的変化（ホルモンや生体アミンなどの生理活性因子）や繁殖器官の発生機構についても様々な分子を対象として，測定，発現解析，アゴニスト，アンタゴニスト投与などを随時組み合わせて行うことで理解を深めていく予定である．
クワガタの雄特異的構造については，前年までに得られた記載的な知見をもとに，発生過程で生じる雌雄差や，性決定因子の発現動態の測定，さらに，性決定因子と形態形成因子をRNA干渉法によりノックダウンすることで遺伝子機能解析を行う予定である．
また今年度は，上記以外の対象種として，アリにおける幼虫の発生制御とカースト分化やアブラムシの清家って機構についても更に研究を発展させる．
|
