Permalink : http://hdl.handle.net/2115/89125

JaLCDOI : 10.14943/lowtemsci.81.1

KEYWORDS : ニカメイガ;耐凍性;休眠;低温順化;アクアポリン;Chilo suppressalis;freezing-tolerance;diapause;cold-acclimation;aquaporin

ニカメイガは秋期の日長の短縮に反応して終齢幼虫で休眠に入り，その後の低温により凍結耐性を獲得する．これにより，-25℃の低温にさらされて体液が凍結しても生存することが可能となる．低温順化によりニカメイガ越冬幼虫は体液中にグリセロールを蓄積しており，凍結時にアクアポリンを介して細胞内の水と体液中のグリセロールの速やかな置換を行うことで，凍結耐性をもつ昆虫種であっても致死的となる細胞内凍結を回避している．この凍結障害回避機構は，休眠とその後の低温順化がなければ発現することはなく，グリセロール存在下であっても，非休眠幼虫や低温順化を受けていない休眠幼虫の組織では凍結障害を回避できない．
Overwintering larvae of the rice stem borer, Chilo suppressalis obtain freezing-tolerance to about -25℃ by the accumulation of glycerol in the hemolymph. However, non-diapausing larvae (in the summer season) cannot survive freezing. To prevent intercellular freezing, which causes death in overwintering larvae, water leaves and glycerol enters fat body cells through water channels ‘aquaporin’ during freezing. Fat body tissue isolated from non-acclimated diapausing and non-diapausing larvae cannot avoid freezing injury even when glycerol is present. Only fat body tissue isolated from cold-acclimated diapausing larvae can avoid freezing injury in the presence of glycerol. Moreover, in radiotracer experiments, water and glycerol displacement is observed only in cold-acclimated diapausing larvae. Therefore, in larvae of the rice stem borer, both diapause and cold-acclimation are essential to accumulate glycerol and activate aquaporin for the avoidance of freezing injury.