| Project/Area Number |
22K06384
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 45040:Ecology and environment-related
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
藤山 直之 山形大学, 理学部, 教授 (90360958)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
阿部 誠 秋田県立大学, 生物資源科学部, 准教授 (70414357)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | 植食性昆虫 / 寄主特異性 / 性的隔離 / 生息場所隔離 / 繁殖干渉 / 体表炭化水素 / カメノコハムシ類 / 生殖的隔離障壁 |
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| Outline of Research at the Start |
多種の同所的共存を妨げる要因として繁殖干渉の重要性が指摘されている。繁殖干渉は性的隔離が不完全なときに生じやすいが、繁殖干渉が実際に作用するかは生態的隔離の程度に依存しているだろう。植食性昆虫では異なる寄主植物の利用が生息場所隔離をもたらす。潜在的な繁殖干渉が存在する近縁種の同所的共存には、性的隔離と生息場所隔離が補完的に作用していることが予想されるが、この状況は撹乱によって繁殖干渉が顕在化し得るという脆弱性を孕んでいる可能性が高い。本研究では、カメノコハムシ類とその寄主植物を対象に、野外調査と室内実験を通じ、多種共存機構としての性的隔離と生息場所隔離の補完的貢献の実態とその脆弱性を解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
アオカメノコハムシ（以下、アオ）、ヒメジンガサハムシ（以下、ヒメジン）、イノコヅチカメノコハムシ（以下、イノコカメ）の3種が同所的に出現する地点において、野外調査を6回にわたり実施した。アオとヒメジンについては成虫が他方の寄主上で見つかることがあり、これら2種間における生息場所隔離の脆弱性と繁殖干渉の関与の可能性が示唆された。これらにミドリカメノコハムシを加えた4種を対象に、性的隔離の強度を評価するための交尾実験を実施した。低頻度ながら種間交尾が観察され、その種間交尾には4種全てが関わっていた。
カメノコハムシとヒメカメノコハムシ（以下、ヒメ）、イノコカメの3種を対象とした室内飼育実験を継続したとともに、小型網室を用いた生息場所隔離の定量化にも着手した。室内実験に関しては、昨年度と同様にこれらの種間では性的隔離が不完全であると同時に、生息場所隔離も不完全であることを示唆する結果を得たが、網室においては不完全な生息場所隔離は実証できなかった。
カメノコハムシ類の系統関係に関しては、他の研究チームにより比較的精度が高い系統樹が公表されたことを受け（Fukumori et al. 2022, mBio 13）、本研究課題では近縁種間の遺伝子流動の可能性を詳細に検討することとし、その準備を進めた。
ヒメとイノコカメを対象として体表炭化水素分析を行った。体表成分を抽出した試料をGC-MSに導入して成分を分析した。ヒメ雄では保持時間20分以降に炭化水素と推定されるピークが７か所、ヒメ雌では9か所確認できた。雌雄ともに保持時間27分のピークが最も大きく、炭化水素のトリアコンタンと推定された。一方でマイナー成分に違いが認められたことから、これらが本種の雌雄認識に関係している可能性がある。また、イノコカメでは、体表成分の組成がヒメと大きく異なることが明らかになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究2年目にあたる今年度は、本研究で対象とするカメノコハムシ類のうちの大部分に関し、様々な知見を集積することができた。研究期間の3年間で計画している5項目のうち3項目については順調にデータを蓄積できているとともに、1項目についても円滑に準備が進んでいる状況である。また、研究成果を複数の学会で発表し、議論を深めることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和6年度に実施する室内飼育実験および野外調査に関しては、全ての種に関して繁殖干渉の程度を評価する実験を実施するとともに、野外調査を拡張しながら継続する。また、網室実験において室内実験の結果が再現されなかった点に関しては、理由として昆虫の密度や食草の状態が関与していることが考えられたたため、方法を改善して継続する。
ハムシ類の体表炭化水素の分析に関しては、未着手である7種よりデータを得る。カメノコハムシ種間の遺伝子流動の規模を明らかにするDNA分析を進め完了させるとともに、寄主植物の化学組成の解明についても終了させる。
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