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4倍体単為生殖型スグリゾウムシの卵に及ぼす低温の影響

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Academic year: 2021

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(1)Title. 4倍体単為生殖型スグリゾウムシの卵に及ぼす低温の影響. Author(s). 竹内, 恭. Citation. 北海道教育大学紀要. 第二部. B, 生物学,地学,農学編, 35(1): 1-5. Issue Date. 1984-09. URL. http://s-ir.sap.hokkyodai.ac.jp/dspace/handle/123456789/6411. Rights. Hokkaido University of Education.

(2) . 北海道教育大学紀要 (第2部B) 第35巻 第1号 lo fHokka Journa i do Un i i i t i t l ver s IB)Vo on(Se c onl yofEducat .35 .1 ,No. 昭和59年9月 Sep t 9 8 4 embe r ,1. 4倍体単為生殖型 ス グリ ゾウムシの卵に及ぼす低温 の影響. 竹. 内. 恭. 北海道教育大学札幌分校生物学教室. A Study ofthe lnf luence 。f Low Temperatures 。n the Eggs f h T l i P d t t t o e e rap o ar henogenetic C郷産物 噂α彰s る キ 旅硲c鷲粥s Roelofs ionidae: Cole。ptera) (Curcul Yasushi TAKENOUCHI Bi log i 1 l i do Un i i ion o ca1Laborato ty ofEducat ege ver s Iγ,Sapporo Co , Hokka , Sapporo 064. Abstra鴫 Fresh lyl d eggs of a tetraploi d parthenogenetic weevi lspecies Cα産物op錫撚 ろ妖硲c勿云硲 ai oCfor12hours Theresul Roe lofs weretreated wi thlow temperature at3 tsarealmosts imi lar . tothose ob tainedfortheeggsofthetet d parthenogeneticraceof Cα加ぬわ靭耀 gm“/化の朝z raploi s. Roe l il980 ly,7t i 3%) 58 id( ):name 25 0%) id( 16 of s(Takenouch 7%) r ploid( . . . ,3diplo ,2 octaplo l las79unchangedtetrap l embryos weref dembryos. The percentage ofchange ormed as we oi i h f 1 2 1 1 2%. Th i st ere ore /9 × 00=13 spercentagei sl owerthanthatrecordedfor C , .gmc”Zのγ i l ‐md/ h h l i f b f t t t C る 〆の i l l ) h h ( f C Z % 琉 t ”声 w e e mo r a t o r t em o so 硲 関 sa s o o w e r n y a o .g a cor y , . 禽 ti 7 2. l si nferred thatf resh eggs of tetraploid parthenogenetic C. ろ坊硲cZの 閑 are not so 0C)asthee softet ive tol t 3 ture( lo i dC sensi ow tempera rap gg ,g如け互のγ“婚 ,. Zの閑 Roe lof ス グリ ゾウ ムシ Cα”物op錫硲 r=Pse“のc”の 化 物 硲Jb疏硲c sは,こ れま でのところ, 日 本. i においては4倍体単為生殖種族のみが知られ,まれに5倍体の存在が確認されている(Takenouch , 1982 ) 1 9 竹内は数頭の4倍体の ゾウ 7 8年の夏 グリ ス ムシ雌の産卵直後の卵を 温恒温器 3℃ の低 , 。 に 入れ, 再 び取り出 して室 温に 放置 してか ら染 色体を調べ, 3倍 体の雁 が生ずるこ と を知 った (Takenouchi 1980)。 そ こ で竹 内 は, 2 倍 体, 3 倍 体, 4 倍 体 な ら びに, 5 倍 体 の 単 為 生 殖 種 族 の ,. ほか, 2倍体の両性生殖種族をもつハイイ ロヒョ ウタンゾウムシの各種族を採集して, 一連の低温 処理 実験を行い, 単為生殖種族は2倍体両性生殖種族から生ずることをはじめ, 各倍数体種族の進 化 の 過 程 を 解 明 し た (Takenouchi 1980 )。 ,. (1).

(3) . 竹. 内. 恭. 材料及び方法 1個体の4倍体のス グリゾウムシ C錫産後op錫凝 「=Pse“のc”の 後 物 閑J b帆硲じ如云閑 本研究には, 1 Roe l f o sの単為生殖種族の雌を用いた. 本種は, 産卵期間中継続的に多数の卵を産卵すること, 生態学的にも細胞学的にも十分な研究が なされていることから, 本研究に最も適している材料と思われる. 実験期間中, 各個体はそれぞれ別々のシャーレに入れ毎日新鮮なヤマヨモギ Aγね伽禽如 り“省αγ声 L.varり“怨所 無Z粥α Bess の 葉 を 与 え て 飼 育 し た. ianvi ol et に よ る 卵 は じめに, 各個体が4倍体 (4 x =44) であ る こ と を 知 る た め に Aceto gent. の押し潰しプレパラートを作成し, 初期暦の体細 胞分裂像を観察することによ って確認した上で研 究を行った.. 次に, 産卵直後(卵齢1時間以内)の卵を収集し, それらを直ちに3oCに保 った低温恒温器(Sanyo MIR-150 )の中で, 1 2時間の低温処理を行っ た. 処理後は直ちに室温に戻し, 卵は プレ パラート作 ianvi tに よ る 押 し to gent ol e 成 ま での 間, 常 に シ ャ ー レ 内 の 湿 ら せ た 滝 紙 上 に 置 い た. 数 日 後 Ace. 潰し法でプレパラートを作成し, 初期雁の染色体を観察した. スケッ チは全て描画装置を用いて行い, その倍率は, すべて3000倍である.. 観. 察. 実験にとりかかる前に, 材料の染色体数の検査を行った結果, 札幌にて採集した11個体すべてが, i 11を基本数とする染色体数4 4の4倍体であることを確認した (F ) g .1 . 1個において中期分裂像が得 られ 11個体の雌から得られた481個の卵を処理し観察した結果, 9 た. i i i そのうち, 79個 が4倍体 (F g g g .4) .3) ,2) , そして残 , 3個が2倍体 (F , 7個 が3倍体 (F i る 2個が8倍体 (F g .5) であった.. 倍数 生の変化 ) 98 1 倍数性の変化を次のように計算し, 変化率(Changepercentage)と した(竹 内 岡本・菅原, 1. ー変化率(%) ・ o o 分会擾等差蟹 酪奏数× ゾ ウ ムシの卵における変化率は 3 ム シ の・ 4 倍 ス グリ ゾウ 同に お る 変 牢 は, 1 本実験において, 4倍体ス oで った. 各倍数体の出 .2%であ 現頻度は, 3 倍 体 が 58.3%, 2 倍 体 が 25.0%, 8 倍 体 が 16.7% で あ っ た. また, 本実験における処理後の卵の 死亡率を計算した結果, 26%であっ た なお, 低温処理後の. 卵の死亡は, プレ パラート観察時に細胞の有無をもっ て判定した.. (2).

(4) . 単為生殖型ゾウムシの卵に及ぼす低温の影響. . 葱 夢 もぎ煮. lom”. Figs ly c l eavageofembryolaidbythetet .1-5. Chromosomesofear raploid i thenogenet c C郷産物o par pd凝 ろ坑硲αのz ‘ sfemeles . 1 . Metaphase h rol embryo plate of a cont . 2 , s owing 4x=44 chromosomes . Metaphaseplateofanembryo(af terlowtemperaturetreatment ) , showingunchanged4x=44chromosomes . 3 .Thesame ,showing 3x=33 chromosomes . 4 , The same, showing 2x=24 chro‐ h mosomes 5 . Thesame ,s owing 8x=88chromosomes .. (3).

(5) . 竹. 恭. 内. 考. 察. 4 倍 体 単 為 生 殖種 であ る ス グリ ゾ ウ ム シ Cα”物opα閑. r= Pse“〆の”の 物 物 閑J る妖硲じ如彰s. lofs の 産 卵 直 後 の 卵 を 3 ℃ で 低 温 処 理 す る こ と に よ り, ハ イ イ ロ ヒ ョ ウ タ ン ゾ ウ ム シ Cα Roe ) 3 lof Z Zたo伽 禽 Roe 如めあれ閑 gmc s の 4 倍 体 単 為 生 殖 種 族 同 様, 3 倍 体(3 x=3 , 2倍体(2 x =22),. ) の庭の他, 染色体数の変わらない4倍体 (4 x =44) の 雁 が 生 じた. 3 倍 体, 8倍体 (8x=88 2倍体, ならびに8倍体の出現については, ハイイロヒョ ウタン ゾウムシの初期雁の低温処理実験 告 に よ っ て, 次 の よ う に 報 告 さ れ て い る (Takenouchi , 竹 内 ・ 岡 木・ 菅 原, 1981). そ の 報 , 1980. によれば, 低温が初期雁に及ぼす影響は 次の3 点である. 第一には, 本来の染色体数から1倍数か ら2倍数の染色体が減ずること, 第二には, 本来の染色体数が倍加すること, 第三には, 2倍体両 性生殖種から3倍体と4倍体のほか半数体が出現し, 一方, 2倍体単為生殖種から4倍体と半数体 の み が 出 現 す る こ と, さ ら に 4倍体から6倍 体が出現することが確認されている. 第一 の効果の機構については Suomalainen (1947), Takenouchi (1980) の 仮 説 に よると,. ,. 単. ler l947 , 為生 殖 の 卵 の 第 一 成 熟 分 裂 に お い て 多 極 型 紡 錘 体 が 形 成 さ れ る (Suomalainen l940, Sei. 体板が核外に放出されるた 970 Takenouchil ) 969 ,1977 . 次に, そのうち1個または2個の染色 ,1 ) の 染 色 体 が 減 数 す る と い う も の であ る. ) ま た は 2 セ ッ ト (n =22 め, 1 セ ッ ト (n =11 i( )によれば, 低温が紡錘体の 形成または正常な 19 80 第二の効果の機構につ いては, Takenouch 活動を阻害するため染色体の倍加がおこると推定している. こ の 第 一, 第 二 の 効 果 が ス グリ ゾ ウ ム シ に お い て も, 低 温 処 理 し た 際, ハ イ イ ロ ヒ ョ ウ タ ン ゾウ. ムシと同様に 起っ たと考えられる. 3oCで12時間の低温処理において, 札幌産ス グリ ゾウムシの 変化率が, 13 .2%であるのに対 し ) であることは 83 て, 同一条件の札幌産ハイイロヒョ ウタン ゾウ ムシの変化率が35.7% (竹内 19 イ イ ヒ 体 ハ ロ ョ ウ タ ン ゾウ ム 極めて興味深い. つまり, ス グリ ゾウムシの単為生殖種族は, 4 倍 の シの単為 生殖種族よりもはるかに 低温に対して抵抗力を持っ ており, 後者の約1/3しか染色体の倍 数を変えない ことを示している. また, 低温に対する抵抗力という点について, さらに, ハイイロ ,約 ヒョ ウタン ゾウ ムシの低温処理実験後における卵の 死亡率は (3℃ で12時間の処 理条件 で) 26%であることか らもよく ) 4 1%( 1983 , ス グリ ゾウムシの処理後の卵にお ける死亡率は同条件で, する抵抗力が大 ゾウムシの方が低温に対 グリ ゾウ りもス ムシよ わかるように, ハイイロヒョ ウタン き い こ と が 考 え ら れ る.. 謝. 辞. 本研究を行うにあたっては, 本学札幌分校生物学第一研究室所属 学生 中田和博 渡辺真樹 大 根美佐子 坂田育子の諸氏にあらゆる面 でお 世話になっ た. また, 同研究室 佐々 木隆 三科圭介 三守田玲子 木全和裕 ならびに森 河敦子の諸氏には, 実験期間中採集および飼育に協力していた だい た, こ こ に 心 か ら 感 謝 申 し 上 げ る.. (4).

(6) . 単為生殖型 ゾウムシの卵に及ぼす低温の影響. 文. 5. 献. Se i l i log i i e r to i thenogene t lkaf ee nesPar s chen Rds se er s 〇云幻“カツ殉じ勿z ,J ,1947. DieZe ‘ ss“たの閑. Chromosoma 3:88 109 ‐ . Su。ma la inen i ・0g t i ragezurzyto thenogene i henlnsecten t ederpar ミ K ) ,1940 , Be ,E e。pt era .1 . Ann ,CO. ,Acad . Sc i F 4 5 1-1 4 4 e n n : , . . Suoma la inen thenogenese und Pol i d i i Rds lkaf l i idae o e be s e i ern(Curcu ) , Par ypl tas33: on , E.1947 , Hered 425-426 . Takenouchi l l dy in some par i oi thenogene i l t l iminary not yp c weev s(A pre ) l . Po , Y. 1957 e . Annot . Zoo , 3 1 lapon 8-4 . , Takenouchi log i i i calobservat l i onsofthreespec i d weev i l i esofcurcu . Someoeco th spec on , Y.1959 s wi al i thenogene t i ref er enceto par H k k t i d J cr eproduc iUn iv on I B,10:297-340 , . o a o Gakuge . 1 . Takenouchi ther s t udy on the chromosomes ofthe par thenogenet i l . A fur c weevi , Y. 1969 , Lおわりαの形s Zms 云 f病 Sch6nherr,from Japan, Cytologia34:360一368 のs . Takenouch i herchromosomeS t i tudyi land par ur i nb s exua thenogenet i l . Af , Y.1970 cracesofthe weev , 〆のγ“ゐ Roe Cα如か伽鷹 g7健“/ l l i i dae:Co l of s(Curcu on eopt t era) , Jpn .J .Gene . 45:457-466 . Takenouch i imental s lut tudy on the evo i i i l thenogene t on of par l , Exper , Y, 1980 c weev s (Co eopt era : Curcu l i idae H k k i d E U i ) J d S i on t o a o n IB,31:1-12 u c e v . . . . c onl .. 竹内恭・岡本仁・菅原格規. 1 9 8 1b. 4倍体単為生殖型ハイイロヒョウタン ゾウムシの卵に及ぼす低温の影響 北 .. 海 道 教育 大 学紀 要1 IB, 32: 1 -15 Takenouchi thenogene i t craceof Cα偽物opα勿s b妖硲〆のz l . Chromosomesofnew par , Y.1982 ‘ s Roe of sand cα臓物o力α粥so彰s”s Roe l i i dae:Co l of s(Curcul ido Un on i eopt I B,33:1- era) v , J . Hokka .Educ .1. 5 .. 竹内恭. 1 98 3 1報低温処理の時間に . 4倍体単為生殖型ハイイロヒョウタンゾウムシの卵に及ぼす低温の影響, 第1 ついて, 北海道教育大学紀要1 IB 34: 1. (5).

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