2012 Fiscal Year Annual Research Report
アブラムシおよびその他昆虫における無性生殖種の進化的起源：交雑起源説の検証
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23370037
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
秋元 信一 北海道大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (30175161)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 憲生 埼玉県立大学, 保健医療福祉学部, 准教授 (00400036)
吉澤 和徳 北海道大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (10322843)
片倉 晴雄 北海道大学, -, 名誉教授 (40113542)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 無性生殖 / 有性生殖 / アブラムシ / シラミ / 甲虫 / ミトコンドリア / 核遺伝子 / 系統 |
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| Research Abstract |
エンドウヒゲナガアブラムシ無性生殖クローンに関して、昨年に引き続き、核のelongation factor 1αの対立遺伝子をクローニングし、配列を解析した。本年度は、世界各地に分布する無性生殖タイプを入手し、分析に加えることが出来た。分析の結果、無性生殖タイプの中にも交雑起源が推定される場合と、交雑によらない場合とがあることが明らかとなった。日本においては、東京以西に分布する無性生殖性のエンドウヒゲナガは、これまで調べた限り、ほとんどのクローンが交雑に基づくものであった。一方、ヨーロッパや南米に分布するクローンは、交雑によらないタイプであると推測できた。交雑起源説を実証するために、エンドウヒゲナガアブラムシの２つのホストレースを交雑し、生じたハイブリッドが無性生殖性を示すか否かの実験を行った。この結果、ハイブリッドは生存力のあるオスを作り出す能力に欠けているが、有性メスを作り出す能力を保持していることが明らかとなった。現在、ハイブリッドを戻し交雑させ、その子孫で、無性クローンが生じるか否かのテストを行っている。
日本産のシカハジラミは無性生殖性で、その起源は交雑がきっかけとなって開始された可能性が考えられた。シカハジラミのミトコンドリア COI 遺伝子約350bpの解析では、本種の九州南部とそれ以外の集団の間に，最大約12%の違いがあることが明らかとなった．一方、核の pyruvate dehydrogenase E1 component beta 遺伝子約1000bpの解析では、全てのサンプルから同一のハプロタイプが得られた．これは、シカハジラミのミトコンドリアの進化速度に比べ、核の進化速度が極めて遅いことに由来すると考えられる．今後核の解析領域を増やし、またマイクロサテライトの探索を行うことで、核遺伝子の分化の程度を検出する予定である。
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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
研究は、全体として順調に進んでいる。エンドウヒゲナガアブラムシに関しては、遺伝的側面の研究が予定通り進んでおり、無性生殖が誕生した遺伝要因は、極めて多様であることが明らかになってきた。遺伝子のDNAに基づく系統学的な無性生殖タイプの起源の追求に加えて、無性生殖タイプを誕生させる交配実験に取り組んでいる。新たな知見は積み上がってきたが、これまでの知見を論文化していくペースがやや遅れているので、次年度は論文化のペースを加速させる必要があると判断している。一方、甲虫類の分担者においては、順調に論文発表が行われており、今後のこのペースを維持して行きたい。
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| Strategy for Future Research Activity |
科研の継続期間も後半に入る。そこで、これまでの知見を論文化していくことに主要な力を注ぎたいと考えている。さらにこれに加えて、長期間無性生殖で維持されてきたと考えられるワタムシ亜科の無性生殖種を対象にして、elongation factor 1αの対立遺伝子をクローニングし、対立遺伝子間でどの程度の遺伝的分化を起こしているのかを定量化する予定である。シカハジラミに関しては、さらに異なる領域を用いた系統解析を進め、ミトコンドリアレベルで見られた大きな２系統間の遺伝的分化の要因を探る予定である。
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