47Proc.Arthropod.E
mbryol.Soc.J
pn.(34)，47‑
48(1999)(t1999ArthropodanEmbryologicalSocietyo
fJapanIS
S
N1341‑
1527

カブラハバチにおける精巣内未成熟精子を用いた顕微授精
畠山正統・大石陸生

MasatsuguHATAKEYAMAa
ndKugaoO
ISH
I:IntracytoplasmicinjectionoftesticularAthaliarosae(Hymenoptera)*
spermatidintooocytesofthesaw
fly，
DepartmentofB
iology，FacultyofS
cience，Kobe University，Nada，Kobe，Hyogo 657‑8501，Japan

カブラハバチは昆虫で唯一、卵細胞質内精子注入法(ICSI法)によって顕微授精が可能な実験系であり、成Sawa
虫雄の貯精嚢から取り出した精子を蒸留水に懸濁して成熟未受精卵に顕微注入すると 10‑20%が受精する (and Oishi，1989a)。最近、ヒトを含むいくつかの晴乳類では ICSI法を利用して、成熟精子だけでなく精巣内精子 、 精 細 胞 あ る い は 精 母 細 胞 に も 受 精 能 が あ る こ と が 示 さ れ て い る (Ngetal.，1996;Mansour，1998;
998)。カブラハバチでも精細胞 (roundspermatid) を成熟未受精卵に顕微注入すると低い頻度
Yanagimachi，1(約 1%)ではあるが、卵核とは独立に発生に参加して半数体の雄キメラ個体を生じる (Hatakeyama四 dOishi，1997)。そこで、精子変態過程のいくつかの段階にある精細胞および未成熟精子を精巣から取り出し、成熟未受精卵に顕微注入してその発生参加能、受精能を調べた。実験には、マーカー突然変異として踊期の脂肪体の色に関する突然変異 (yfb:yellowfatbody) と妊発生 3日目以降区別のできる眼色の突然変異 (cec:creameyecolor) を用い、また必要に応じて、子孫検定を行って注入された精細胞由来の核の発生参加を確認した。
精巣内での精細胞は発生段階によって特徴的な形態をしており、位相差顕微鏡下で区別ができる 踊化直後(PCF5) の精巣内ではほとんどの精細胞は球形をしており (roundspermatid)、この時、すでに減数分裂を完了しているといわれている (SugiuraandSawa，1993)。踊中期 (PCF7) になると頭部、尾部が伸長し始め、細胞
elongatingspermatid)。羽化直後の成虫 (PCF10‑11) では伸長が終了し、運動性のない針質を放棄し始める (状の未成熟精子 (elongatedspermatid) が大部分を占めている。
体色が yfbで眼色が野生型の雄 (yfb; 十)の踊から rounds
permatid、および elongatingsper
matidを取り出して 0.
15M NaClに懸濁し、体色が野生型で眼色が cecの雌(十/十 cec/cec) から得た成熟未受精卵に顕微注入した。 3日目匪の眼色が着色したものを、注入された精細胞白来の核が発生に参加したものとして選別した。
roundspermatidおよび巴longatingsper
matidをそれぞれ285卵、 356卵に顕微注入したところ 5.
3%、2.5%の脹で眼が着色した。最終的に 2.
2%、1.1%が踊にまで成育し、その性と表現型を調べると全てが半数体サイズの雄で、精細胞由来、卵由来の両方のマーカー突然変異をもっキメラ個体であった。子孫検定の結果、これらのキメラ雄個体は半数体であることが確認された。しかしながら、これらの段階の精細胞の顕微注入では、受精個体(二倍体雌)は全く得られなかった。一方、 elongatedspermatidを用いると、顕微注入された 297JJsのうち1.7%は眼が着色して蝋まで成育し、全て受精した二倍体の雌で、半数体キメラは全く得られなかった o elongated.
15M NaClではなく蒸留水に懸濁した場合には、注入された 374JJsのうち 12%で眼が着色し、sper
matidを07.5%が二倍体の雌になったが、 0.5%は半数体雄キメラであった。 elongatedsper
matidの顕微注入によってキメラが得られたのは、これらを蒸留水に懸濁したために、浸透作用によってその形態が著しく変化し、 elongatedsper
matidとelongatingsper
matidを区別できずに顕微注入したためだと考えられる o
成熟精子の顕微注入では、あらかじめ卵を付活しておいた場合、受精率が約 2倍になる (SawaandOishi，1989b)。また、蒸留水に懸濁することによる精子細胞膜へのダメージが受精率の上昇に関係している (Sawaand Oishi，1989a)。そこで、 rounds
permatidおよび elongatingsp巴rmatidを付 i舌した卵に注入したが、受精卵は得られず、半数体キメラ雄の出現頻度も上昇しなかった。また、凍結・融解によって精細胞の細胞膜にダメージを与えて注入しでも、受精率やキメラ出現頻度には変化がなかった。
O*Abstractofp
aperreadatt
he34thAnnualMeetingo
fArthropodanEmbryologicalSocietyo
fJapan，May21‑22，hil.
1998(Mikawa，Aic48

Table1 Stagedependentpotentialdi
fferenceo
fsper
mati
donparticipationi
ndevelopment.

PCF5Developmentalstage
PCF7
PCFI0‑11Adult

Morphologyo
fsper
matidroundsper
matidelongatingsper
matidelongat怠 dsper
matidmatur
esperminsper
mathecae

Suspendedin0.
15M NaClhaploi
dmalechimerashaploi
dmalechimerasfer
tilizeddiploidfe
malesfertilize
ddiploi
dfe
males

N.D

N.D.

fertilize
ddiploidfe
malesfertilize
ddiploidfemales

Suspendedi
ndistilledwaterN.
D.
:notdone

以上の結果から、精子変態過程中の精細胞および未成熟精子の発生参加の様式は、その変態過程の段階の違いで、異なることがわかった (Table1)0 round spermatidや elongatingspermatidは卵核と独立に半数体のまま発生に参加するが、受精能はない。一方、 elongat巴d sp巴rmatidには受精能があるが、卵核と独立には発生参加しないことが示された。カブラハバチの精子変態過程で、おこる顕著な変化のうち、何が発生参加様式の違いに関係するかは、今のところ不明である。キイロショウジョウパエでは、染色体蛋白質のヒストンからプロタミンへ
tal.，1964;Russell and Kaiser，1993)、の置換が、精子伸長が完了する前後におこるといわれており (Daseこれはカブラハバチ精細胞の発生参加の様式が変化する時期にあたる。染色体蛋白質の置換が精細胞発生参加能、受精能と関連があるのかもしれない。
引用文献
Das，C.
C.，B.
P. KaufmannandH. Gay (1964)Exp.CellRes.，35，507‑514.
ishi(1997)Proc.Arthropod.Embryol.Soc.Jpn.，32，39‑
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inJapanese).
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cs，134，293‑308
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Sawa，M. andK
Sawa，M. andK.Oishi(1989b)Roux'sArch.Dev.Biol.，203，450‑
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1993)Jpn.J.Genet.，68，464.
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