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昆虫類の中腸上皮の比較発生学的検討:中腸上皮形成の向上進化的変遷の再検証のために

研究課題

研究課題/領域番号 20J00039
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分45030:多様性生物学および分類学関連
研究機関福島大学

研究代表者

武藤 将道  福島大学, 共生システム理工学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード中腸上皮 / 卵黄細胞 / 腸端細胞塊 / 透過型電子顕微鏡 / シミ / トンボ / カワゲラ / イシノミ / 昆虫類 / 系統進化 / 比較発生学 / 内羊膜
研究開始時の研究の概要

昆虫類の中腸上皮における向上進化的変遷は、無翅昆虫類から有翅昆虫類に至る昆虫類の系統進化を考察する上で重要な比較発生学的論考である。しかし、この進化的解釈については、中腸上皮の由来・形成場の違いという観点から、慎重な再検証が求められる。本研究では、無翅昆虫類および有翅昆虫類の代表群を材料として、中腸上皮の由来・形成場の違いに注目した中腸上皮形成過程の高解像度な比較形態学的検討を行い、昆虫類の中腸上皮における系統進化学的議論に明確な論拠を与え、新たな系統進化シナリオの再構築を目指す。

研究実績の概要

本年度は、前年度までの検討で明らかとなった、シミ目マダラシミの中腸上皮形成において、腸端細胞塊が中腸上皮形成に関与せず、全中腸上皮が卵黄細胞のみに由来する、ということに関する論文作成に主に取り組んできた。本研究成果は節足動物の発生学・形態学に関する国際誌にて公表されたほか、プレスリリースも行った。
折衷型中腸上皮形成を行うトンボ目について、ナツアカネを材料として、中腸上皮形成過程の光学顕微鏡観察による組織学的検討および透過型電子顕微鏡(TEM)観察による微細構造学的検討を実施した。その結果、腸端細胞塊は前腸細胞とは染色性の差異により光顕レベルで識別可能であることが明らかとなったほか、腸端細胞塊の頂端部がクチクラで被覆されている可能性を示すTEM像を得た。後者に関しては、腸端細胞塊が最終的に中腸上皮に分化するまでの間に、何らかの方法でクチクラの被覆が消失することを示唆するものであり、昆虫類の中腸上皮形成の変遷を考察するうえで、きわめて重要であると考える。今後、さらに慎重な検討が必要である。
カワゲラ目に関して、ミナミカワゲラ亜目の比較発生学的検討のために不可欠なニュージーランド(NZ)への採集調査を実施し、NZに生息するミナミカワゲラ亜目全3科の採卵に成功した。現在、発生学的検討に不可欠な、各発生段階の固定卵の確保を進めている。また、カワゲラ目の胚期の着色に関する論文1編を発表した。
そのほか、採卵のために飼育していたイシノミ目のうち、日本および極東ロシアのみに生息するヤマトイシノミモドキ亜科において、無翅昆虫類においてきわめてまれな、交尾のような配偶行動を行うという観察結果を得た。これは研究計画を策定した時点で予想していなかった成果であり、現在論文執筆を進めている。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 1件) 備考 (4件)

  • [国際共同研究] ニュージーランド国立水圏大気研究所 (NIWA)(ニュージーランド)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] ニュージーランド国立水圏大気研究所 (NIWA)(ニュージーランド)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] ニュージーランド国立水圏大気研究所 (NIWA)(ニュージーランド)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Revisiting the formation of midgut epithelium in Zygentoma (Insecta) from a developmental study of the firebrat Thermobia domestica (Packard, 1873) (Lepismatidae)2023

    • 著者名/発表者名
      Shodo Mtow, Tadaaki Tsutsumi, Mika Masumoto, Ryuichiro Machida
    • 雑誌名

      Arthropod Structure & Development

      巻: 73 ページ: 101237-101237

    • DOI

      10.1016/j.asd.2023.101237

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 福島県で最近発見された外来カミキリ<i>Apriona swainsoni swainsoni</i>(Hope, 1840)(コウチュウ目・カミキリムシ科・フトカミキリ亜科)の分布,食害および後食に関する予備的な報告2022

    • 著者名/発表者名
      武藤 将道、吉井 重幸、塘 忠顕
    • 雑誌名

      昆蟲.ニューシリーズ

      巻: 25 号: 1 ページ: 18-24

    • DOI

      10.20848/kontyu.25.1_18

    • ISSN
      1343-8794, 2432-0269
    • 年月日
      2022-03-25
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Body pigmentation during embryogenesis first found in stoneflies: a case of Megaperlodes niger Yokoyama, Isobe & Yamamoto, 1990 (Insecta: Plecoptera, Perlodidae)2022

    • 著者名/発表者名
      Mtow Shodo、Tsutsumi Tadaaki
    • 雑誌名

      Fragmenta entomologica

      巻: 54 ページ: 273-278

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Notes on the emergence of a stonefly, <i> Stenoperla prasina</i> (Newman, 1845) in New Zealand (Plecoptera: Eustheniidae)2022

    • 著者名/発表者名
      Mtow Shodo、Smith Brian J.
    • 雑誌名

      Entomologist's Monthly Magazine

      巻: 158 号: 1 ページ: 67-71

    • DOI

      10.31184/m00138908.1581.4111

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] ヤマトイシノミモドキ(別名:セイヨウイシノミモドキ)(イシノミ目,イシノミ科,ヤマトイシノミモドキ亜科;別名:セイヨウイシノミモドキ亜科)の佐渡島からの初記録2021

    • 著者名/発表者名
      Mtow, Shodo
    • 雑誌名

      昆蟲.ニューシリーズ

      巻: 24 号: 4 ページ: 108-110

    • DOI

      10.20848/kontyu.24.4_108

    • NAID

      120007177500

    • ISSN
      1343-8794, 2432-0269
    • 年月日
      2021-12-25
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] First instar nymphs of two peltoperlid stoneflies (Insecta, Plecoptera, Peltoperlidae)2021

    • 著者名/発表者名
      Mtow Shodo、Tsutsumi Tadaaki
    • 雑誌名

      Deutsche Entomologische Zeitschrift

      巻: 68 号: 1 ページ: 179-188

    • DOI

      10.3897/dez.68.65540

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Egg structure of five antarctoperlarian stoneflies (Insecta: Plecoptera, Antarctoperlaria)2021

    • 著者名/発表者名
      Mtow Shodo、Smith Brian J.、Machida Ryuichiro
    • 雑誌名

      Arthropod Structure & Development

      巻: 60 ページ: 101011-101011

    • DOI

      10.1016/j.asd.2020.101011

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] ヤマトイシノミモドキ属の一種の配偶行動 (イシノミ目・イシノミ科・ヤマトイシノミモドキ亜科)2022

    • 著者名/発表者名
      武藤 将道、塘 忠顕、町田 龍一郎
    • 学会等名
      日本昆虫学会第 82 回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] マダラシミ Thermobia domestica (Packard, 1873) の中腸上皮形成 (昆虫綱・シミ目)2022

    • 著者名/発表者名
      武藤 将道、塘 忠顕、町田 龍一郎
    • 学会等名
      日本節足動物発生学会第 58 回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 日本にいない水生昆虫・ミナミカワゲラ亜目を求めて:亜目の概略・採集調査・研究の紹介2022

    • 著者名/発表者名
      武藤 将道
    • 学会等名
      水生昆虫談話会第478回例会 、オンライン
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] フタホシコオロギ Gryllus bimaculatus De Geer, 1773 の中腸上皮形成(昆虫綱・直翅目)2021

    • 著者名/発表者名
      武藤 将道, 塘 忠顕, 町田 龍一郎
    • 学会等名
      日本節足動物発生学会第 57 回大会、つくば(農業・食品産業技術総合研究機構:オンライン)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] フタホシコオロギにおける内羊膜の発生学的理解に向けて(昆虫綱・直翅目)2021

    • 著者名/発表者名
      武藤 将道, 塘 忠顕, 町田 龍一郎
    • 学会等名
      日本動物学会令和 3 年度東北支部大会、福島(福島県立医科大学:オンライン)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] フタホシコオロギの中腸上皮形成に卵黄細胞は関与するのか?(昆虫綱・直翅目)2021

    • 著者名/発表者名
      武藤 将道, 塘 忠顕, 町田 龍一郎
    • 学会等名
      日本動物学会第 92 回大会、米子(鳥取大学:オンライン)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ヒロムネカワゲラ科 2 種の一齢幼虫について(昆虫綱・カワゲラ目)2021

    • 著者名/発表者名
      武藤 将道, 塘 忠顕
    • 学会等名
      日本昆虫学会第 81 回大会、東京(法政大学、オンライン)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ミナミカワゲラ亜目 5 種の卵構造(昆虫綱・カワゲラ目・ミナミカワゲラ亜目)2020

    • 著者名/発表者名
      武藤将道, Smith Brian, 町田龍一郎
    • 学会等名
      日本動物学会第 91 回大会(オンライン開催)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] やっと!出会えたミナミカワゲラ亜目(昆虫綱・カワゲラ目)2020

    • 著者名/発表者名
      武藤将道, Smith Brian, 町田龍一郎
    • 学会等名
      第 41 回菅平動物学セミナー(オンライン開催)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] シミ類の中腸は「卵黄細胞由来」 ~昆虫類の大繁栄につながる中腸形成様式の変更~

    • URL

      https://www.fukushima-u.ac.jp/news/Files/2023/02/230217.pdf

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 「消化管」を素早く作る能力獲得 昆虫の繁栄に寄与か

    • URL

      https://www3.nhk.or.jp/lnews/fukushima/20230222/6050021842.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 「ゴキブリ型幼虫形態」が作られる時期は種群により異なる ―カワゲラ類の進化体系に関する新知見―

    • URL

      https://www.fukushima-u.ac.jp/press/Files/2021/06/150-02.pdf

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] カワゲラ類の基本形は「薄い」卵殻構造である~従来の進化体系を覆す新たなシナリオ~

    • URL

      https://www.tsukuba.ac.jp/journal/biology-environment/20201215140001.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-07-07   更新日: 2024-03-26  

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