Evolutionary dynamics of sexual and asexual lineages of pea aphid in coexistence regions

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K06848
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 45040:Ecology and environment-related
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: AKIMOTO SHINICHI 北海道大学, 農学研究院, 農学研究院研究員 (30175161)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 神戸 崇 北海道大学, 農学研究院, 農学研究院研究員 (40648739)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 有性生殖 / 無性生殖 / アブラムシ / 遺伝的多様性 / クローン / 競争 / 性比 / 他者認識

Outline of Final Research Achievements

Aphids belong to Aphididae (Hemiptera, Insecta) and include several pest species. Most aphid species are composed of sexual lineages, which reproduce sexually once in a year, and asexual lineages, which reproduce asexually all year round. The two lineages sometimes coexist in the same locality. Using the sexual and asexual lineages of the pea aphid, the present study elucidated how the two lineages can coexist on the same region through analyzing the population dynamics of the two lineages over a two-year period. In addition, our laboratory experiments explored the mechanism of interaction between two different clones when they coexist on plants by using the agar-cut leaf method.

Free Research Field

昆虫生態学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本州北部では，有性生殖系統と無性生殖系統の共存が10年以上継続したことが確認された．本地域ではアカツメクサ上で越冬可能な無性生殖クローンが確認されており，越冬可能性こそが高頻度で無性生殖クローンが維持される要因であると推定できた．クローン間の競争現象を実験室内で客観的に再現したところ，２クローンの共存は繁殖活動を促進し，単一クローンの場合よりもより繁殖率が高まることが明らかとなった．各クローンは他クローンの存在を認識でき，自己クローンと他クローンの個体比率に応じて繁殖率をコントロールできることも明らかとなった．これらの成果は，アブラムシ個体数制御のための技術開発の第一歩となりうる．