2016 Fiscal Year Research-status Report
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16K07515
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
椿 宜高 京都大学, 生態学研究センター, 名誉教授 (30108641)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清 拓哉 独立行政法人国立科学博物館, 動物研究部, 研究員 (40599495)
高橋 純一 京都産業大学, 総合生命科学部, 准教授 (40530027)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 形質置換 / シグナル / 性淘汰 / 種分化 / 同所的 / 異所的 / mtDNA / 種認識 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（1）形質置換の交尾相手選択における有効性
同じハピタットを繁殖場所として利用する近縁２種のカワトンボ（M.costalisとM.pruinosa)について、メスの種認識、オスの種認識に雌雄の種シグナル形質が有効に機能しているかをオスの除去実験やメスの提示実験によって評価した。その結果、メスは、ハビタット選択とハビタット内の産卵場所選択の２段階で同種オスの選択を行なっていることがわかった。これまで定性的にしか評価できなかった点を定量的に評価することができた。一方、オスはメスが縄張りに到着した時点でだけ、種認識を行なっていることがわかった。その認識能力には種間差がみられ、同所的集団において非対称な種認識の進化が生じていることが示唆された。また、２種間には翅色および体色の形質置換がみられるが、翅色をマーカーで着色した実験によって種識別に翅色がマーカーとして使われていることがわかった。
（2）DNA 解析による同所的集団と異所的集団の遺伝的距離
次世代シーケンサを用いたミトコンドリア全ゲノムの解読を一部実施した。実施できたのは、同所的M.costalisと異所的M.costalis、および同所的M.pruinosaである。その結果、同所的なM.costalisとM.pruinosaのDNA配列にはほとんど差が見られず,むしろM.costalisの同所的、異所的集団間での差異が大きいことがわかった。このような現象はきわめて珍しく、交尾後隔離の強化として行動的な交尾前隔離が生じているのではなく、交尾前隔離の方が先行していることを示唆している。また、種間の遺伝子浸透、性選択による種分化など、様々な進化仮説を検証する基礎が得られつつある。
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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
（1）形質置換の交尾相手選択における有効性
Mnais 属カワトンボの同所的集団ではオスの翅色多型が消失する。M. costalis もM. pruinosa も異所的集団では橙色翅と透明翅の２つのタイプが集団内に共存し、メス獲得に関して橙色翅オスは縄張り戦略、透明翅オスはスニーカー戦略をとる。しかし、同所的集団ではM. costalis のオスは橙色翅の単型となり、M. pruinosa のオスは透明翅単型となる。このような色彩多型の消失が両種のオスやメスの種認識に変化をもたらしていること、つまり種認識の集団間差異を実験的示すことができた。このことは、繁殖行動の進化は集団ごとに異なったダイナミクスが見られることを示している。
（2）DNA 解析による同所的集団と異所的集団の遺伝的距離
ミトコンドリアDNAの全領域解読により、近畿地方のMnais２種にはほとんど差がなく、これまでに知られている核DNAの差異だけが、２種を区別する遺伝的マーカーであることがわかってきた。ただし、M.costalisに関しては、関東と近畿の間で差異が見られることから、地域間の遺伝的分化は生じていることがわかった。他の種群で観察されている遺伝的分化の様相とは全く異なる結果が得られたとこになり、両種がオス多型を維持したまま同所的に生息する集団についてもミトコンドリア全ゲノムの解析を行い、全国的な遺伝的分化の様相を明らかにすることにしたい。
以上の理由で、この課題はおおむね順調に進展していると自己評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
（1）形質置換の交尾相手選択における有効性
ただし、シグナル形質の地域間差は調査範囲を全国に広げると、より複雑な形質置換が地域ごとに生じていることがあきらかになりつつあり、実験の範囲を広げる意義が明らかになってきた。今後は、両種がオス多型を維持したまま同所的に生息する西日本の集団に焦点をあててシグナル形質の昨日の地域差を明らかにする予定。とともに、種認識に使われているシグナルの集団間差をコモンガーデン実験などによって明らかにする。
（2）DNA 解析による同所的集団と異所的集団の遺伝的距離
Mnais属では、他の種群で観察されている遺伝的分化の様相とはかなり異なる結果が得られた。遺伝子レベルの種分化メカニズムに関して新たな仮説を提案することが可能になったと考える。そこで、M. pruinosaについても同所的、異所的集団の全ゲノムの比較を行い、種分化の遺伝的メカニズムを明らかにする。また両種がオス多型を維持したまま同所的に生息する西日本の集団についてもミトコンドリア全ゲノムの解析を行い、全国的な遺伝的分化の様相を明らかにすることにしたい。
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| Causes of Carryover |
初年度に計画していた台湾での野外調査を次年度に変更したため、旅費及び物品費の一部を次年度に繰り越した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
旅費 10万円×３名
DNA分析に用いる薬品類の購入費増額 5万円
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