共同研究報告書


研究区分 一般研究

研究課題

 ニカメイガ越冬幼虫体液の氷結晶成長抑制に関わる物質の探索
新規・継続の別 新規
研究代表者／所属 島根大学生物資源科学部
研究代表者／職名 准教授
研究代表者／氏名 泉洋平

研究分担者／氏名／所属／職名
　
氏　　名
所　　属
職　　名

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 落合正則 北大低温研

研究目的 昆虫の寒冷地への適応は、凍結すれば死亡する凍結回避型と凍結しても耐えられる耐凍型の二つに分けられる。昨年までの研究で凍結耐性を持たないニカメイガ非休眠幼虫の体液は、凍結時に不均一で大きな結晶構造を取るのに対して、凍結耐性を持つ越冬幼虫および低温順化を行った休眠幼虫の体液は凍結時に比較的均一で小さな結晶構造をとることを明らかにした。この結果には核形成と成長速度の両方が関与していると考えられ、それには不凍タンパク質様の物資が関与していることが示唆される。そこで、本研究では体液の凍結時の氷結晶構造に関与する物質の同定を目的とする。
　　
研究内容・成果 昨年までの一連の研究成果をもとに、以下の研究を行った。1．越冬幼虫および非休眠幼虫の体液凍結時の氷結晶成長の観察、2．体液中の不凍タンパク質様物質の探索。
　一つ目の実験は越冬幼虫および非休眠幼虫から体液を取り出し、ガラスキャピラリーに封入し、Growth Cell内にて様々な温度条件で結晶成長を観察した。その結果、非休眠幼虫では純水と同じようにGrowth Cell内の温度が下がるに従って成長速度が速くなる傾向が見られた。しかしながら、越冬幼虫の体液では一定の温度を下回るまでは結晶成長は観察されず、凍結する際は全体が一瞬で凍結した。両者の融点は同じであったことから、越冬幼虫の体液中には非常に大きなThermal Hysteresisを示す物質が存在していると考えられた。
　二つ目の実験では、非休眠幼虫と越冬幼虫の体液中のタンパク質についてSDS PAGEにより比較を行った。その結果、既知の不凍タンパク質と同じ分子量のバンドは両者において確認されなかった。
　来年度は、引き続き不凍タンパク質様物質の探索を行うとともに、体液タンパク質の分析過程で明らかとなった、生体防御反応の違いについてタンパク質レベルで解析を行う。
　　
成果となる論文・学会発表等 Y. Izumi， K. Murakami， Y. Furukawa Roll of ice crystal growth suppression in the freeze tolerance of the rice stem borer， Chilo suppressalis. XXV International Congress of Entomology. September 25-30， Orlando， USA.