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昆虫の概日リズムに関与する光受容体の同定と作用スペクトルの測定〜その生態的意義〜

研究課題

研究課題/領域番号 01560273
研究種目

一般研究(C)

配分区分補助金
研究分野 農業気象・生物環境制御学
研究機関東北大学

研究代表者

塚原 保夫  東北大学, 応用情報学研究センター・文学教官教授 (60004587)

研究分担者 尾田 義治  東北大学, 名誉教授 (30005996)
磯野 邦夫  東北大学, 応用情報学研究センター, 文部教官助手 (70124550)
研究期間 (年度) 1989 – 1990
研究課題ステータス 完了 (1990年度)
配分額 *注記
1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
1990年度: 300千円 (直接経費: 300千円)
1989年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード体内時計 / 光受容器 / 昆虫 / ショウジョウバエ / 複眼 / 光 / 位相反応 / 歩行活動 / 概日リズム / 光受容
研究概要

概日時計の基本的な挙動を観察するさい、神経系の活動に基礎を置く事象を指標にする場合には、出来るだけ神経活動として低位のものを用いる必要がある。我々は、ショウジョウバエの歩行活動を採択したが、各種の光走性などの光に対する直接の反応や光活動性、そして概日リズムによる活動性の変化などの、混在する行動によって時計の実態は曖昧になる。そのため、通常は連続暗黒下でフリ-ランニング時のみに観察可能な概日リズムによる活動性の変化のみを刺激の強度を換えLD下で観察する事を試みた。まず、LD下でもっとも活動性が低下している時期に15分の光照射を与える。この光強度が充分強ければ、(1)光照射中歩行活動(光活動性と思われる)が誘起され、(2)さらに歩行活動に位相のずれが起こる。光を弱くしていくと位相のずれを起こさなくなっても光照射中歩行活動は誘発される。これら二つの反応の閾値が異なることから光受容器官が異なる事が示唆される。鼓舞器官として古来単眼が挙げられているので単眼のみがあって複眼のない突然変異体(ey^<2m>)を用い実験を行なった。光活動性が維持される事が予測されたが予測に反して位相のずれが起こる光強度でも光照射中に歩行活動は起こらなかった。このことにより1)概日時計の光受容器官は複眼ではない。2)光活動性は複眼による。と言う事が第一作業仮説として結論された。さらに、複眼も単眼もない突然変異体を用いて位相のずれのみが起こる事を確認し、概日時計の光受容器官は、通常の視覚系ではないことが結論された。このときの歩行活動は単一のフラクタル指数で特徴づけられることから、LD下の歩行活動はランダムである事が推論され、目的をもった行動ではなく、神経系の非特異的な活性の変化による可能性が指摘される。合目的かどうかは、今後の研究に待たねばならないが、ショウジョウバエの運動が必ずしも情報を持った行動であるわけではない事が結論された。

報告書

(3件)
  • 1990 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1989 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (25件)

  • [文献書誌] 磯野 邦夫・尾田 義治・伊藤 彰則・本郷 哲・宮内 雅夫・原田 敦・武蔵 昭一・塚原 保夫: "生体概日周期活動の長期自動記録とその解析システム." 応用情報学研究年報. 15. 155-166 (1990)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 磯野 邦夫・塚原 保夫・後藤 麻木・海老原 史樹文: "マウス網膜レチノイドの日周変動とその遺伝的変異." 生物物理. 30. S54- (1990)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 香坂 昌紀・塚原 保夫: "中国史上の蝗害と記録された蝗の生態観察について" 応用情報学研究年報. 15. 121-153 (1990)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 塚原 保夫・磯野 邦夫・尾田 義治: "ショウジョウバエ概日時計原始視覚系の局在." 生物物理. 29. S255 (1989)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Tsukahara,I.Gleadall,T.Hariyama: "Outbreaks of locust swarming may be caused by two chronobiological deficiencies." Zool.Sci.6. 1104 (1989)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 塚原 保夫・香坂 昌紀: "清史稿「災異志」による清代大蝗の地理的分布" 応用情報学研究年報. 14. 93-100 (1989)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Tsukahara,I.Gleadall,T.Hariyama: "In: Neural Mechanisms of Behavior(Eds,J.Erber et.al.) 共著 Gregarization in Locusta is related to uncoupling of the circadian clock during development." George Thieme Verlag,Stuttgart, 1 (1989)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Isono, Y. Oda, A. Ito, H. Hongo, M. Miyauchi, A. Harada, S. Musashi, and Y. Tsukahara: "Computerized system for recording and analysis of the circadian biological activity." Ann. Applied Information Sci.vol. 15,. 155-166 (1990)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Isono, Y. Tsukahara, M. Goto, and S. Ebihara: "Daily changes of the retinoid contents of the mouse retina and its genetic variations." Biophysics. vol. 30. 54 (1990)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Kousaka and Y. Tsukahara: "Outbreaks of locust swarming on Chinese history." Ann. Applied Information Sci.vol. 15. 121-153 (1990)

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    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Tsukahara, K. Isono and Y, Oda: "Localization of the photoreceptor system for Drosophila circadian clock" Biophysics. vol. 29. 255 (1989)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Tsukahara, I. Gleadall, and T. Hariyama: "Outbreaks of locust swarming may be caused by two cronobiological deficiencies." Zool. Sci.vol. 6. 1104 (1989)

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    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Tsukahara, and M. Kousaka: "Geographical distribution of the outbreak of locust in Qing Dynasty on the basis of Qing Shi Gao "Zai Yi Zhi"." Ann. Applied Information Sci.vol. 14. 93-100 (1989)

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      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Tsukahara, I. Gleadall, and T. Hariyama: "Gregarization in Locust migratoria is related to uncoupling of the circadian clock during development." Neural mechanisms of behavior.(1989)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1990 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 磯野 邦夫・尾田 義治・伊藤 彰則・本郷 哲・宮内 雅夫・原田 敦・武蔵 昭一・塚原 保夫: "生体概日周期活動の長期自動記録とその解析システム." 応用情報学研究年報. 15. 155-166 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 磯野 邦夫・塚原 保夫・後藤 麻木・海老原 史樹文: "マウス網膜レチノイドの日周変動とその遺伝的変異." 生物物理. 30. S54 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 香坂 昌紀・塚原 保夫: "中国史上の蝗害と記録された蝗の生態観察について" 応用情報学研究年報. 15. 121-153 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 塚原 保夫・磯野 邦夫・尾田 義治: "ショウジョウバエ概日時計原始視覚系の局在." 生物物理. 29. S255 (1989)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Tsukahara,I.Gleadall,T.Hariyama: "Outbreaks of locust swarming may be caused by two chronobiological deficiencies." Zool.Sci.6. 1104 (1989)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 塚原 保夫・香坂 昌紀: "清史稿「災異志」による清代大蝗の地理的分布" 応用情報学研究年報. 14. 93-100 (1989)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Tsukahara,I.Gleadall,T.Hariyama,(Eds,J.Erber et.al.)共著: "Neural Mechanisms of Behavior (Gregarization in Locusta migratoria is related to uncoupling of the circadian clock during development.)" George Thieme Verlag,Stuttgart, 1 (1989)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] I.G.Gleadall, T.Hariyama, Y.Tsukahara.: "The visual pigment chromophores in the retina of insect compound yes,with special referenc to the coleptera." J.Insect Physiol.35. 787-795 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] T.Hariyama,I.G.Gleadall,L.Liao,E.Gleadall,Y.Tsukahara.: "Deteils of the production of monoclonal antibodies to demonstrate the presence(in winter)of more than one type of opsin in the retinal Cells of the Crayfish,Procambarus clarkill Girard." Ann.Appl.Information Sci.14. 101-113 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 塚原保夫,香坂昌紀: "清史稿「災異志」による清代大蝗の地理的分布" 応用情報学研究年報. 14. 93-100 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 磯野邦夫・尾田義治・伊藤彰則・本郷哲・宮内雅夫・原田敦・武蔵昭一・塚原保夫: "生体概日周期活動の長期自動記録とその解析システム" 応用情報学研究年報. 15. 155-166 (1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書

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公開日: 1989-04-01   更新日: 2016-04-21  

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