アリ-アブラムシ-共生細菌による複合共生系の解明

• Project/Area Number: 07J04453
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Ecology/Environment
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 片山 昇 Kyoto University, 生態学研究センター, 特別研究員(PD) (30646857)
• Project Period (FY): 2007 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000); Fiscal Year 2009: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2008: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2007: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: アリ / アブラムシ / 天敵 / 地理的変異 / 甘露 / 内部壮生細菌 / スクロース / メレジトース / Arsenophonus / マイクロサテライト / 群集 / 共生細菌 / 相利共生

Research Abstract

相利共生は状況に応じて変化し、時として解消される。例えば、アリとアブラムシの関係は、アブラムシが甘露を提供するかわりに、アリがアブラムシの天敵を排除するという、良く知られた相利共生の一つであるが、アリ-アブラムシの関係は生態的あるいは進化的に変化しやすく、相利から片利、さらには敵対にいたるまで多様な形態が存在する。このような関係の変異の創出のついて、これまではアブラムシがアリに随伴されることに対するコストと利益を考慮した最適化理論が用いられてきたが、その範疇に収まらない例が多い。したがって、アリ-アブラムシの2者間の相互作用だけではなく、第3者を含めた複数種間の相互作用について解析する必要がある。
本研究では、周囲の天敵の群集構造がアリとアブラムシの共生関係に変異をもたらすかを明らかにするために、アリの随伴に関するアブラムシの種内変異と各地域の天敵群集ついて調べ、以下の結果を得た。
・マメアブラムシには、排泄する甘露に関して2つの生態型(以下Suc型とMel型)が存在した。
・Suc型のマメアブラムシより、Mel型のマメアブラムシの方がアリの随伴能力は低かった。
・マメアブラムシとアリの共生関係が強い場所では、寄生蜂に寄生されたアブラムシの割合が高かった。
・アリと共生関係をもつマメアブラムシのコロニーでは、大型のテントウムシの個体数が少なかった。
以上の結果を基に、個体群動態モデルをベースとしたシミュレーションを行ったところ、アブラムシの系統間で、寄生蜂に対する防衛能力とアリによるテントウムシ排除効果の間でみられるトレードオフが強い場合に、アリと共生関係をもつアブラムシの系統ともたない系統の入れ替わりが激しくなるという結果を得た。これらの結果は、周囲の天敵群集との相互作用の中で、アリ-アブラムシ相利共生が変化し、地理的変異が生み出させる可能性を示唆するものである。

Research Products

• [Journal Article] Belowground microbial symbiont enhances plant susceptibility to a spider mite through change in soybean leaf quality (2010)
  • Author(s): Katayama., N., Nishida, T., Zhang, Z.Q., T.Ohgushi
  • Journal Title: Population Ecology (In press)
  • NAID: 10026687731
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Arbuscular mycorrhizal fungi species-specifically affect induced plant responses to a spider mite. Popul.Ecol (2010)
  • Author(s): Nishida, T., N.Katayama, N.Izumi, T.Ohgush
  • Journal Title: Population Ecology (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Short-term response of arbuscular mycorrhizal association to spider mite herbivory (2009)
  • Author(s): Nishida, T., N.Izumi, N.Katayama, T.Ohgushi
  • Journal Title: Population Ecology 51 Pages: 329-334
  • NAID: 10025309911
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] アリと共生するアブラムシ (2009)
  • Author(s): 片山昇
  • Journal Title: 自然保護 519 Pages: 40-42
• [Journal Article] Short-term response of arbuscular mycorrizal association to spider mite herbivory (2009)
  • Author(s): Nishida, T., Izumi, N., Katayama, N., Ohgushi, T.
  • Journal Title: Population Ecology 51 Pages: 329-334
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Seasonally different modes of seed dispersal in the prostrate annual, Chamaesyce maculata (L.) Small (Euphorbiaceae), with multiple overlapping generations (2008)
  • Author(s): Ohnishi, Y., N.Suzuki, N.Katayama and S.Teranishi
  • Journal Title: Ecological Research 23 Pages: 299-305
  • NAID: 10021090111
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] アリーアブラムシ共生系における今後の展望:内部共生細菌や天敵群集を含めた複合共生系とアブラムシの適応との相互作用 (2007)
  • Author(s): 片山 昇
  • Journal Title: 日本生態学会誌 57 Pages: 323-333
  • NAID: 110006546499
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The use of honeydew in foraging for aphids by larvae of the ladybird beetle, Coccinella septempunctata L.(Coleoptera:Coccinellidae) (2007)
  • Author(s): Ide, T., N.Suzuki and N.Katayama
  • Journal Title: Ecological Entomology 32 Pages: 455-460
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 生態系に対する昆虫の役割 (2010)
  • Author(s): 片山昇
  • Organizer: 第54回日本応用動物昆虫学会大会
  • Place of Presentation: 千葉大学(千葉)
  • Year and Date: 2010-03-28
• [Presentation] 片山昇・Alessandro Oliveira Silva・大串隆之 (2010)
  • Author(s): 片山昇
  • Organizer: 第54回日本応用動物昆虫学会大会
  • Place of Presentation: 千葉大学(千葉)
  • Year and Date: 2010-03-28
• [Presentation] アブラムシ甘露に含まれる糖がショクガタマバエ成虫寿命に与える影響 (2010)
  • Author(s): 杉山良平・遠藤拓也・矢野栄二・片山昇
  • Organizer: 第54回日本応用動物昆虫学会大会
  • Place of Presentation: 千葉大学(千葉)
  • Year and Date: 2010-03-27
• [Presentation] 群集と進化:Evolution in a Community Context (2010)
  • Author(s): 内海俊介・片山昇
  • Organizer: 第57回日本生態学会大会
  • Place of Presentation: 東京大学(東京)
  • Year and Date: 2010-03-16
• [Presentation] 局所的無天敵群集とアリーアブラムシ共生の相互作用 (2010)
  • Author(s): 片山昇・仲澤剛史
  • Organizer: 第57回日本生態学会大会
  • Place of Presentation: 東京大学(東京)
  • Year and Date: 2010-03-16
• [Presentation] 地下から始まるボトムアップ栄養カスケード:地上の節足動物に及ぼす土壌共生微生物の効果 (2009)
  • Author(s): 片山昇
  • Organizer: 個体群生態学会第25回年次大会
  • Place of Presentation: 同志社大学(京都)
  • Year and Date: 2009-10-19
• [Presentation] 地上の植食性および捕食性節足動物に対する根粒菌の効果:群集レベルの解析 (2009)
  • Author(s): 片山昇・張志キ・大串隆之
  • Organizer: 個体群生態学会第25回年次大会
  • Place of Presentation: 同志社大学(京都)
  • Year and Date: 2009-10-19
• [Presentation] アブラムシが誘導するダイズの母性効果が次世代のダイズ上のアブラムシのコロニー成長に影響する (2009)
  • Author(s): 片山昇・Alessandro Oliveira Silva・大串隆之
  • Organizer: 個体群生態学会第25回年次大会
  • Place of Presentation: 同志社大学(京都)
  • Year and Date: 2009-10-19
• [Presentation] マメアブラムシにおける甘露タイプとアリ随伴性の種内変異 (2009)
  • Author(s): 片山昇(京都大・生態研センター)・北條賢(京都工芸繊維大・工芸学部)・土'田努(理化学研究所)・大串隆之(京都大・生態研センター)
  • Organizer: 第53回日本応用動物昆虫学会大会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2009-03-28
• [Presentation] How do aphids alter leaf traits of soybean and soil nutrients? (2009)
  • Author(s): Silva, A. O. (Kyoto Univ. ), Katayama, N. (Kyoto Univ. ), Ohgushi, T. (Kyoto Univ. )
  • Organizer: 日本生態学会第56回大会
  • Place of Presentation: 岩手県立大学
  • Year and Date: 2009-03-18
• [Presentation] 施肥がアカメガシワの被食防衛戦略に与える影響 (2009)
  • Author(s): 山尾僚(岡山理大院・総情・生地), 片山昇(京大・生態研セ), 波田善夫(岡山理大・総情・生地)
  • Organizer: 日本生態学会第56回大会
  • Place of Presentation: 岩手県立大学
  • Year and Date: 2009-03-18
• [Presentation] 根粒着生系統と非着生系統のダイズに形成される節足動物群集 (2008)
  • Author(s): 片山 昇、張志 キ、大串 隆之
  • Organizer: 第52回日本応用動物昆虫学会
  • Place of Presentation: 宇都宮市
  • Year and Date: 2008-03-28