2018 Fiscal Year Annual Research Report
Evolution of a unique defensive organ in snakes: Exploration of the developmental origin and the transitional process of prey toxin exploitation
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17H03719
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
森 哲 京都大学, 理学研究科, 准教授 (80271005)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森 直樹 京都大学, 農学研究科, 教授 (30293913)
土岐田 昌和 東邦大学, 理学部, 講師 (80422921)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 防御システム / 餌毒利用 / ヘビ / 形態発生 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
中国には6月と9月に渡航し、イツウロコヤマカガシが、ブファジエノライドを持つマドボタル亜科の種と持たないホタル亜科の種を区別して捕食するかどうかを検証するための嗜好性特定実験を行い、前者のみを選好して捕食することを明らかにした。また、イツウロコヤマカガシが、ヒキガエル類とホタル類が共通に持つブファジエノライドを手がかりとして餌認知しているかどうかを実験的に確かめたが、これを支持する結果は得られなかった。野外調査は四川省と雲南省で行い、レオナルドヤマカガシを捕獲し、胃内容物からPyrocoelia属のホタルを初めて検出した。さらに、雲南省ではDiaphanes属のホタルの採集にも成功し、本ホタルがブファジエノライドを持つことを化学分析により確認した。
頸腺の胚発生の分析においては、ステージ32のヤマカガシ胚、ならびに同ステージのシマヘビ胚およびマムシ胚の頸部組織で発現する遺伝子をRNA-seq法を用いて網羅的に比較し、ヤマカガシ胚の頸部のみで強く発現する遺伝子を40個ほど特定した。そのうち、頸腺の形成に関与していると予想されたCADM1、NGFR、PDGFRA、AZIN2の4つについて、ヤマカガシより配列断片を単離し、in situハイブリダイゼーションによるmRNAの発現解析を行ったが、組織標本の状態や染色プロトコールが十分でなかったことから、mRNAの局在を確認することができなかった。
計画ではインドネシアにも渡航して、Macropisthodon属の種の頸腺の形態観察と頸腺成分の分析を行う予定であったが、調査許可取得の事務的手続きに時間がかかっており、実行はできなかった。しかしながら、インドネシアの共同研究者が単独でボゴール博物館に収蔵されている標本を用いて関連種の頸腺形態の観察を行い、11月には来日して、日本爬虫両棲類学会大会で成果を発表した。
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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
一部の対象種の採集は遅れているものの、だいたい計画通りに進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度の調査により、イツウロコヤマカガシが野外で捕食していることが判明しているDiaphanes属のホタルを中国で採集することができたが、化学分析のためには個体数がさらに必要であるため、引き続き採集と分析を行う。一方、イツウロコヤマカガシが、ブファジエノライドを持つマドボタル亜科の種を他のホタル類から識別して選食することが昨年度の実験で示された。そこで、今後は本種がホタルの識別の際の手がかりとしている匂い物質の特定を行うために嗜好性実験ならびに化学物質の分析を行う。
頸腺の発生学的分析では、今後、発現解析の条件検討を進め、ヘビ胚頸部における上記の遺伝子の発現パターンを高い精度で記述することをめざす。同時に、頸部よりも後方の体幹部の組織をRNA-seq法による比較トランスクリプトーム解析に加えることで、ヤマカガシ胚の頸部で特異的に発現する遺伝子をより高い精度で特定する。
食性および頸腺形態の進化過程の解明においては、引き続きインドネシアと中国に分布する種に重点をおきつつ、可能であればスリランカにも渡航する。特に、Macropisthodon属の種の採集に力を入れるためにインドネシアでの調査を円滑に進められるよう調査許可取得を完了し、頸腺毒の化学分析と頸腺の詳細な形態観察を実施する。
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[Journal Article] Evolution of nuchal glands, unusual defensive organs of Asian natricine snakes (Serpentes: Colubridae), inferred from a molecular phylogeny2019
Author(s)
Takeuchi, H., A. H. Savitzky, L. Ding, A. de Silva, I. Das, T. T. Nguyen, T.-S. Tsai, T. Jono, G.-X. Zhu, D. Mahaulpatha, Y. Tang, and A. Mori
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Journal Title
Ecology and Evolution
Volume: 8
Pages: 10219-10232
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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