2021 Fiscal Year Research-status Report

Role of infochemicals from plants in community assembly of arthropods: focusing on historical contingency and priority effects

Research Project

Project/Area Number	20K06818
Research Institution	Kindai University
Principal Investigator	米谷衣代近畿大学, 農学部, 講師 (50618593)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	先駆者 / 先住効果 / 植物揮発性物質
Outline of Annual Research Achievements	本研究では、生物群集の形成過程において「偶然性」と生物の定着順序が群衆構造に与える影響（＝「先住効果」）の強度を決定する機構は何か、というう問いに答えることを目的とする。特に植物上に形成される昆虫群集に注目して、以下の2つの仮説を提案する。[仮説1]植物上に最初に定着する植食者（＝「先駆者」）の種類の、植物個体間におけるばらつき（＝偶然性の高さ）は、植物の香りシグナルの質と量で決まる。[仮説2]先住効果は，先駆者が引き起こす植物の誘導応答（＝直接・間接防御）の種特異性が顕著なほど大きくなる。これらの仮説の検証のため、3種のアブラナ科アブラナ属植物（各種2品種の計6品種）を用いた実験を行い、植物上の節足動物の移入・定着・個体数、香りシグナルを含む二次代謝産物の時系列データを収集し統計解析を進める。これにより偶然性が強くかつ先住効果の大きな植物種が持つ香りシグナルと誘導応答の特性を解明し、群物形成過程が植物間で多様化する機構の理解をめざす。[仮説１]の検証のため、植物の品種間で見られる先駆昆虫群集の違いや同品種内での群集構造のばらつきと初期移入に関わる可能性の高い香りシグナル（揮発性物質）の組成を比較することが必要である。そこで、2020年度は、野外にポット植えの健全植物（3種6品種）を配置して先駆昆虫の移入過程を1ヶ月間記録した。また、健全な各植物の揮発性物質を吸着材（Tenax TA）に捕集し、ガスクロマトグラフ質量分析計（GC-MS)で種類(質)と量を特定した。2021年度は、[仮説２]の検証のために、2020年度の結果を考慮して選んだ、アブラナとセイヨウアブラナの2種とアブラナ2品種、セイヨウアブラナ1品種を用いて、先駆昆虫による種特異的環境改変作用の強度指標とする食害を受ける前と後の植物の二次代謝産物の生産量の変化を定量した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 2020年の緊急事態宣言の影響で実験に着手するのが6月以降となった影響で、データ収集が遅れたため、収集したデータの解析が終わっていない。しかし、今年度は、予定通りに実験が開始できたため、これまで収集したデータ解析も含めて、期間中に終えることができる予定である。
Strategy for Future Research Activity	2022年度は、昨年度得たデータ解析を行う。また、野外にセイヨウアブラナを設置して、2日に1度、匂い捕集と節足動物調査を行う。得られた時系列データを用いて、テンソル分解を用いた次元圧縮によるパターン分析を行い、節足動物の群集集合と植物の匂い組成パターンとの関係を明らかにする。
Causes of Carryover	2020年度に実験に着手が遅れてしまったため、次年度使用額額が生じた。