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Analysis of photoperiodic mechanisms involving circadian clock and neurosecretory cells in insects

Research Project

Project/Area Number 17H03708
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Animal physiology/Animal behavior
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

Shiga Sakiko  大阪大学, 理学研究科, 教授 (90254383)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小滝 豊美  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, 主席研究員 (20391550)
後藤 慎介  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (70347483)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2018: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2017: ¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000)
Keywords光周性 / 神経ペプチド / myoinhibitory peptide / チャバネアオカメムシ / ルリキンバエ / 脳間部 / cycle / Plast-MIP / 概日時計 / PDF / PERIOD / ACE
Outline of Final Research Achievements

In the brown-winged green bug Plauti stali and the blow fly Protophormia terraenovae, roles of circadian clock and neurosecretory cells in photoperiodism were examined. In P. stali, knockdown of plast-mip mRNA, which encodes peptide suppressing juvenile hormone biosynthesis, and of clock gene cycle mRNA showed involvement of these gene expression in photoperiodic control of reproductive diapause. Electrophysiological recording showed pars intercerebralis cells increase spontaneous activities under short days suggesting that pars intercerebralis cells release Plast-MIP to suppress ovarian development.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、昆虫の季節適応機構として重要な光周性の神経機構を探るものである。これまでに、農業害虫としても重要なチャバネアオカメムシの幼若ホルモン合成を抑制する神経ペプチドを同定した。今回、秋の短日情報を受けることによりそのペプチドを分泌する神経分泌細胞の候補を示すことができた。また、昆虫の行動リズムを制御する概日時計を構成する遺伝子が光周性にも関わることを示した。これらの成果は、昆虫光周性の神経機構の解明という基礎生物学的知見を深めるとともに、今後、農業害虫の管理方法といった側面にも貢献し得る。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (9 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Immunohistochemical and Direct Mass Spectral Analyses of Plautia stali Myoinhibitory Peptides in the Cephalic Ganglia of the Brown-Winged Green Bug Plautia stali2020

    • Author(s)
      Tomohisa Hasegawa, Masaharu Hasebe, Sakiko Shiga
    • Journal Title

      Zoological Science

      Volume: 37 Issue: 1 Pages: 42-42

    • DOI

      10.2108/zs190092

    • NAID

      40022164518

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] チャバネアオカメムシの脳―アラタ体におけるPlautia stali-Myoinhibitory Peptidesの局在解析2019

    • Author(s)
      長谷部政治、志賀向子
    • Journal Title

      阪大化学熱学レポート

      Volume: 40 Pages: 80-81

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Journal Article] Roles of the circadian clock and endocrine regulator in the photoperiodic response of the brown-winged green bug Plautia stali2019

    • Author(s)
      Takaaki Tamai, Sakiko Shiga, Shin G Goto
    • Journal Title

      Physiological Entomology

      Volume: 44 Issue: 1 Pages: 43-52

    • DOI

      10.1111/phen.12274

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Transcriptome analysis of the brain under diapause and nondiapause conditions in the blowfly Protophormia terraenovae.2017

    • Author(s)
      Hase, H., Koukai, M., Hamanaka, Y., Shin G Goto, Shin-Ichiro Tachibana, Sakiko Shiga
    • Journal Title

      Physiological Entomology

      Volume: 43 Issue: 3 Pages: 282-289

    • DOI

      10.1111/phen.12205

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 昆虫の季節性に関わる概日時計ネットワーク2020

    • Author(s)
      志賀向子
    • Organizer
      日本生態学会大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Plast-MIP に着目したチャバネアオカメムシのメス成虫における絶食時の生殖抑制機構の解析2019

    • Author(s)
      長谷部 政治,志賀 向子
    • Organizer
      日本動物学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] チャバネアオカメムシの産卵に対するPDF受容体RNAiの効果2019

    • Author(s)
      小滝豊美・志賀向子・後藤慎介
    • Organizer
      日本応用動物昆虫学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] チャバネアオカメムシの頭部神経節におけるPlast-MIPの免疫組織化学およびFT-MS解析2018

    • Author(s)
      長谷川智久・志賀向子
    • Organizer
      日本動物学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] チャバネアオカメムシの脳間部大型神経細胞における光周反応の電気生理学的解析2018

    • Author(s)
      長谷部政治・志賀向子
    • Organizer
      日本動物学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] チャバネアオカメムシの光周性機構:概日時計遺伝子cycとアラタ体抑制遺伝子Mipの役割2018

    • Author(s)
      玉井貴章・志賀向子・後藤慎介
    • Organizer
      日本動物学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 概日時計を使った時間設定―光周性機構2017

    • Author(s)
      志賀向子
    • Organizer
      日本動物学会第88回富山大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] チャバネアオカメムシにおけるアラタ体抑制因子Plast- Myoinhibitory peptideの機能と局在2017

    • Author(s)
      長谷川智久,松本圭司,志賀向子
    • Organizer
      第64回日本生化学会近畿支部例会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] cycle RNAiがチャバネアオカメムシの概日歩行活動リズムと幼若ホルモン生合成および卵巣発達を制御する光周性に及ぼす影響2017

    • Author(s)
      玉井貴章、後藤慎介
    • Organizer
      第24回(2017年度)日本時間生物学会学術大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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