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交尾体位とオス生殖器形態の協調的な進化に関する研究

Research Project

Project/Area Number 16J01904
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Evolutionary biology
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

稲富 桃子  大阪大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2018: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2017: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2016: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords雄生殖器回転 / 双翅目昆虫 / 交尾体位 / 進化 / 進化的協調性 / キイロショウジョウバエ / ネッタイシマカ / 協調的進化 / Myo31DF / 求愛行動
Outline of Annual Research Achievements

進化の過程において、動物の形態と行動は協調的に進化してきたはずだが、そのメカニズムはよくわかっていない。例えば、双翅目昆虫には少なくとも2種類の交尾体位がある。また多くの種で、雄生殖器が回転し、その角度は種によって異なる。そこで、雄生殖器回転と交尾体位の間には何らかの協調性があると考え、それを示すことを目的とした。
Myo31DF遺伝子は、I型ミオシンをコードしており、この遺伝子の突然変異体キイロショウジョウバエでは、生殖器の回転方向が逆になる。また、回転が不完全になり、最終的な雄生殖器の向きが「ずれた」雄が頻出することが知られている。このようなMyo31DF突然変異体の雄を用いた交配実験により、生殖器の向きが大きくずれた雄は交尾できず、雄生殖器の適切な向きが交尾成功の前提条件であることが示唆された。これは生殖器回転と交尾体位の間の協調的進化を示唆している。
次に、異なる交尾体位においても、雄生殖器の向きが交尾体位の前提条件かを調べた。ネッタイシマカでは、雄生殖器は180度左右ランダムに回転する。また、ネッタイシマカはMyo31DFのオーソログ遺伝子(AAEL012631)を有する。そこでショウジョウバエと同様、この遺伝子が雄生殖器回転で機能していると考え、CRISPR-Cas9法で、独立な2系統のAAEL012631遺伝子突然変異体系統を作製した。これらの蚊の雄生殖器回転における表現型を調べた結果、AAEL012631遺伝子は回転の方向の決定には関与していないことが分かった。しかし、これらの突然変異体では、回転にかかる時間が明らかに伸びたことから、AAEL012631遺伝子は雄生殖器の回転機構に何らかの形で関わっていることが示唆された。
また、ネッタイシマカ雄の腹部をCT撮影によって観察した結果、蚊の雄生殖器の回転では体内構造の配置も保存した状態で回転していることが示唆された。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Proper direction of male genitalia is prerequisite for copulation in Drosophila, implying cooperative evolution between genitalia rotation and mating behavior.2019

    • Author(s)
      Inatomi, M., Shin, D., Lai, Y.-T., and Matsuno, K.
    • Journal Title

      Sci. Rep.

      Volume: 9 (1) Issue: 1 Pages: 210-210

    • DOI

      10.1038/s41598-018-36301-7

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Evolutionary cooperativity between mating position and rotation of male genitalia in Diptera2018

    • Author(s)
      Momoko Inatomi, Chisako Sakuma, Hirotaka Kanuka and Kenji Matsuno
    • Organizer
      Joint Annual Meeting of JSDB 51st and JSCB 70th
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 双翅目昆虫の雄生殖器回転と交尾体位の進化的協調性における MyosinID の機能2018

    • Author(s)
      稲富桃子、佐久間知佐子、嘉糠洋隆、松野健治
    • Organizer
      日本進化学会 第20回大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 双翅目昆虫の雄生殖器回転と交尾体位の進化的協調性における MyosinID の機能2018

    • Author(s)
      稲富桃子、佐久間知佐子、嘉糠洋隆、松野健治
    • Organizer
      Developmental Biology symposium: Double Decades of Progress and Beyond
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Evolutionary cooperativity between mating position and rotation of male genitalia in Diptera2018

    • Author(s)
      Momoko Inatomi, Chisako Sakuma, Hirotaka Kanuka and Kenji Matsuno
    • Organizer
      JDRC13
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Evolutionally cooperativity between mating position and rotation of male genitalia in Diptera2017

    • Author(s)
      Momoko Inatomi, Chisako Sakuma, Hirotaka Kanuka, Kenji Matsuno
    • Organizer
      4th Asia Pacific Drosophila research Conference
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 双翅目昆虫の雄生殖器回転と交尾体位の進化的協調性におけるMyo31DFの機能2017

    • Author(s)
      稲富桃子、佐久間知佐子、嘉糠洋隆、松野健治
    • Organizer
      第19回日本進化学会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Role of MyosinID in coevolution between mating behavior and rotation of male genitalia in Diptera2017

    • Author(s)
      Momoko Inatomi, Chisako Sakuma, Hirotaka Kanuka, Kenji Matsuno
    • Organizer
      2017 NTHU-OU Simposium
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 双翅目昆虫の雄生殖器回転と交尾体位の進化的協調性におけるMyosinIDの機能2017

    • Author(s)
      稲富桃子、佐久間知佐子、嘉糠洋隆、松野健治
    • Organizer
      第40回日本分子生物学会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Evolutionally cooperativity between mating position and rotation of male genitalia in Diptera2016

    • Author(s)
      Momoko Inatomi, Chisako Sakuma, Hirotaka Kanuka, Kenji Matsuno
    • Organizer
      2016 National Tsing Hua University-Osaka University Life Science Student Symposium
    • Place of Presentation
      National Tsing Hua University
    • Year and Date
      2016-09-24
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 双翅目昆虫における雄生殖器回転と交尾体の進化的協調性2016

    • Author(s)
      稲富桃子、佐久間知佐子、嘉糠洋隆、松野健治
    • Organizer
      日本進化学会第18回東京大会
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      2016-08-25
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Evolutionally cooperativity between mating position and rotation of male genitalia in Diptera2016

    • Author(s)
      Momoko Inatomi, Chisako Sakuma, Hirotaka Kanuka, Kenji Matsuno
    • Organizer
      57th Annual Drosophila Research Conference
    • Place of Presentation
      the Orlando World Center Marriott in Orlando, Florida
    • Year and Date
      2016-07-14
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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