2022 Fiscal Year Research-status Report

モウセンゴケ属の素早い花閉鎖運動は、対植食者防御として効果的か？

Research Project

Project/Area Number	21K15154
Research Institution	Miyazaki International College
Principal Investigator	田川一希宮崎国際大学, 教育学部, 講師 (90830399)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords	植物の運動 / 誘導防御 / 花食者 / 食虫植物
Outline of Annual Research Achievements	2022年度は、トウカイコモウセンゴケを材料として、素早い花閉鎖による防御の効果を定量化した。まず、花閉鎖を制御する方法を確立した。申請当初はジエチルエーテルを用いた麻酔による制御を考えていたが、予備実験の結果、麻酔の効果が安定しないことや植食者の行動に異常が見られることが明らかとなった。様々な手法について試行錯誤を行った結果、レジンを用いて花弁を接着し物理的に閉鎖を妨げる方法が最適であると判断した。レジンを用いて閉鎖を妨げた花とコントロールの花を植食者であるモウセンゴケトリバに提示し、繁殖器官の食害率を比較した。その結果、閉鎖を妨げた花の胚珠の食害率は、コントロールと比較して統計学的に有意に高くなった。一方、花閉鎖は花弁の食害を促進し、雄しべ・雌しべの食害には影響を与えなかった。花弁・雄しべ・雌しべの食害は、種子数に対して統計学的に有意な影響を及ぼさなかったことを踏まえ、胚珠の食害抑制につながる花閉鎖は、トウカイコモウセンゴケの繁殖成功に総合的にポジティブな影響を及ぼすと結論づけた。さらに、画像解析によって、モウセンゴケトリバの食害に応答した花閉鎖、ピンセットによる物理的刺激に応答した花閉鎖、概日時計に制御された花閉鎖のスピードを比較した。その結果、食害に応答した花は、概日時計による花の９倍のスピードで閉鎖することが分かった。以上の内容をまとめ、Biology Letters誌に原著論文として発表した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 本研究課題では（1）花閉鎖が植食者による繁殖器官の食害を抑制する効果を定量化すること、（2）国内外で食害レベルと花閉鎖形質の相関を明らかにすることを目指している。2021年度は新型コロナウイルス感染拡大による出張禁止等の影響で、サンプリングと実験を予定通り行うことができなかった。2022年度は状況が好転し、岡山県・沖縄県で複数回サンプリングを実施することが可能となった。また、花の閉鎖を制御する手法を確立し（1）の実験系を整えた。その結果、十分な個体数のトウカイコモウセンゴケとモウセンゴケトリバを用いて実験を行うことができた。一方（2）については、国内の生息地で予備的な調査を行うに留まった。以上を踏まえ「やや遅れている」と判断した。
Strategy for Future Research Activity	引き続き本務校の教務都合で、長期間の出張は難しいことが想定される。そのため、短期間でサンプリングを行い、実験室で検証を行うことをメインの手法として研究活動を継続させる。2023年度は、国内の複数箇所（５箇所を目標とする）でトウカイコモウセンゴケ・コモウセンゴケを採集し、実験室条件下で花閉鎖形質・花閉鎖による防御効果を比較する予定である。それを通して、モウセンゴケトリバの食害レベルの高さと花閉鎖の誘導されやすさの間に正の相関が見られるかを検証する。また、植物個体の形質（果実数、蕾数、受粉の有無等）と花閉鎖形質の関連性についての解析も行う。
Causes of Carryover	予定していた海外調査が取りやめとなり、次年度使用額が生じた。2023年度は、複数回の海外・国内出張の実施を模索する。大学の教務都合で出張実施が難しい場合は、室内実験に重きをおいた手法に切り替え、室内実験用具の整備に助成金を利用する。