2021 Fiscal Year Research-status Report
アリの捕食がもたらすアブラムシ口吻長の進化：自然界における「育種」
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21K19294
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
市野 隆雄 信州大学, 学術研究院理学系, 教授 (20176291)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
陶山 佳久 東北大学, 農学研究科, 教授 (60282315)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2023-03-31
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| Keywords | クチナガオオアブラムシ属 / ケアリ属 / 相利共生 / MIG-seq解析 / 淘汰勾配解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、まず、mtDNAのCOII遺伝子系統樹で単一系統であることが確認されているクチナガオオアブラムシ類の1系統において、品種間分化が起こっていることを明らかにした。国内の20地点において、この系統の624個体を採集し、MIG-seq法を用いて得られた334SNPsの情報から系統樹を作成し、寄主植物種および随伴アリ種との対応関係を調べた。その結果、アブラムシは主に随伴アリ種の違いよりも寄主植物種の違いによって、系統内で品種間分化していることが明らかになった。
次に、ヤノクチナガオオアブラムシの口吻長が遺伝形質であるかどうかを明らかにするため、6つのコロニーから合計265個体を採取し、MIG-seq法を用いて得られた251SNPsを元にクローン解析を行った。その結果、アブラムシをコロニー内でクローンを識別することはできなかった。この原因は今後の課題となる。
最後に、アリが口吻のより短いヤノクチナガオオアブラムを選択的に捕食しているかどうかを明らかにするため、野外観察と形態計測を行った。まず、口吻が長い幼虫個体ほど多くの師管液を吸汁することができ、それに伴ってより多くの甘露を排泄することを明らかにした。次に、アリが口吻の短いアブラムシを選択的に捕食しているかどうかを明らかにすることを目的として野外調査を行った。松本市内において3つのヤノクチナガオオアブラムシコロニーを用いて、アリに捕食されているアブラムシと捕食されていないアブラムシを採取した。その後、各サンプルの口吻長と、体サイズの指標として頭幅、触角長、中後脚のふ節長を測定した。その結果、アリが体サイズに対して口吻長の短いアブラムシを選択的に捕食する場合があることが明らかになった。
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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
本年度の目標であった国内の多数地点でのサンプル採集とMIG-seq法によるSNPsの検出、系統解析や集団解析のすべてが完了し、mtDNAのCOII遺伝子系統樹で単一系統であることが確認されているクチナガオオアブラムシ類の1系統において、品種間分化が起こっていることを明らかにした。
ヤノクチナガオオアブラムシのコロニー内でのクローン識別はできなかった。したがって、口吻長の遺伝的基盤については未解明である。一方、コロニー内で同一のクローンが検出されないという珍しい現象を確認した。
アリが口吻の短いヤノクチナガオオアブラムシを選択的に捕食している現象を確認することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
まず、本年度に得られた結果、すなわちmtDNAのCOII遺伝子系統樹で単一系統であることが確認されているクチナガオオアブラムシ類の1系統における品種間分化、ヤノクチナガオオアブラムシの集団遺伝構造、およびアリによるヤノクチナガオオアブラムシの選択的捕食についての結果を、それぞれ論文化する。
次に、コロニー内でのクローン識別について、クヌギクチナガオオアブラムシについての研究を開始する。この種は、ヤノクチナガオオアブラムシとは異なり、コロニー間での有翅虫による移動分散を頻繁に行っているため、コロニー内に多数のクローンが混在している可能性がより高い。
最後に、野外のクヌギクチナガオオアブラムシコロニーについて、アリに捕食されている個体と捕食されていない個体を採取し、その体サイズ（口吻長をふくむ）を測定し、クローン識別を行う。「アリは口吻長の短いアブラムシを選択的に捕食しているのか」、また「捕食を受けやすいアブラムシクローンが存在するのか」を、それぞれ明らかにすることが目的である。
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| Causes of Carryover |
当初の想定に反し、MIG-seq解析によるヤノクチナガオオアブラムシのクローン識別ができないことが判明した。そこで、翌年度分として請求した助成金と合わせて、別の種（クヌギクチナガオオアブラムシ）についてMIG-seq解析を用いたクローン識別を行う計画である。
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