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Neural and endocrine mechanisms for the photoperiodic response in the bean bug, Riptortus clavatus

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氏名 学位の縄類 学位記番日 学位授勺年月円 学仲.授与の要件 学位論文名 森田明広 博士(同学) 第:1395号 平成10年3月2-1日 学位規則第4条第l項該当者 一一一一一一一ー一一一一一一 一寸 Neural and Endocrine Mechanisms for the Photoperiodic Response in the Bean Bug, Riptortus clacatus. (ホソヘリカメムシの光周反応の神経および内分泌機構) 論文審査委員 主査教授神阪盛郎 副主査教授惣川まりな 副主査助教授沼岡英治 論文内容の要旨 本研究では,成虫休眠を制御する光周反応、をもっホソへり;カメムシにおいて,その反応の神経および内 分泌機構をさまざまな手術を行うことによって検討した。 多くの昆虫では光!司反応、のための光受容器は悩であるが.ホソヘリカメムシでは複眼である。そこで, 光周反応に関与する複眼内の個眼を調べた。ホソへリカメムシのl個の複眼は約1.600の個眼より構成さ れているの複眼のがj方,後方,背側.あるいは腹側を切除した場合には.残っている個眼の数が900以上 の時には光周期に正常に応答したが,それ以下の時には光周期に対する応答を失った。それに対して,中 央部の個眼を切除した場合には,残っている個眼の数が1.200以上であっても反応を失い,逆に,周辺部 の伺眼を切除した場合には,残っている伺眼の数が600以下であっても光周期に応答した。以上のことか ら複眼の中央部が光周期の受容にとって重要であることが明らかになった。 次に.ホソへリカメムシのアラタ体を切除すると,光周期に関わらず生殖器官は休眠と同じ未発達な状 態になった。このことからアラタ体の活性の低下が成虫休眠を引き起こしていると考えられた。次に,脳 とアラタ体を連絡するアラタ体神経を切断すると,光周期に関わらず生殖器官が発達した。したがって, 他の数葎の昆虫と同様にホソヘリカメムシでも休眠中は脳がアラタ体神経を通じてアラタ体の活性を抑制 していることが明らかとなった。 そしてこのアラタ体の活性低下によって,休眠のもつ様々な性質のうち,生殖器宵の発達抑制および体 液タンパク質の組成の変化がもたらされた。一方.休眠成虫がクチクラの伸展性を小さくすることや休内 に脂質を多く蓄積するという性質に関してはアラタ体は無関係であった。 以 kのように,ホソヘリカメムシの光周反応においては,複眼中央部が光を受容し,生殖器官の発達は 脳ーアラタ体系によって,クチクラの伸展性と脂質の蓄積はアラタ体以外の内分泌器官によって制御され ていることが明らかにされた。 論文審査の結果の要旨 これまでに,多くの生物が日の長さに対する反応,光岡反応を持つことが示されてきているO オ正論文は, ホソへリカメムシの成虫休眠を調節する光j司反応に関与する光受容器および神経・内分泌機構を,さまざ まな手術を行うことによって検討したものである。 ホソヘリカメムシは秋の短い日長に反応することにより.生殖機能を抑制した成虫休眠と呼ばれる生埋 状態に入り.冬を越す。本論文は,アラタ体という内分泌腺の切除や,脳からそれに連絡するアラタ体神 経の切断を行うことによって,休眠成虫では,脳アラタ体神経を通じてアラタ体の幼若ホルモン分泌活性 を抑制していることを明らかにした。そして,そのアラタ体の活性低下によって,成虫休眠のもっさまざ まな性質のうち,生殖器宵の発達抑制およびjrnリンパ中の蛋白質組成の変化がもたらされることを示した。 さらに,同様の手術によって,休眠成虫においてクチクラの伸展性が小さくなることや,体内に多くの脂 質が蓄積されるという性質には.アラタ体が関与しないことを示した。 多くの昆虫では,光局反応のための光受容は脳が直接行っていることが報告されているが,ホソヘリカ メムシを含む何種かでは復眼が行っていることがわかっている。しかし複眼が光周反応のための光を受 容しているという以上の詳細な解析はこれまでになかった。本論文は約1,600個の個眼より構成されてい る複眼のどの部分が光周反応にとって重要であるかを,複眼の部分切除実験によって検討した。その結果, 複眼の中央部分を構成する個眼が,光周反応における光受容にとって重要であることが明らかになった。 これは,今後.光周反応、の神経機構を明らかにして行くきっかけとなる成果である。 以上のように,本論文は光周反応の生理機構の解明に著しく寄与するものである。よって木論文は,博

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