2014 Fiscal Year Research-status Report
| Project/Area Number |
25840157
|
|---|
| Research Institution | Okayama University |
|---|
Principal Investigator |
岡田 賢祐 岡山大学, その他の研究科, 助教 (40550299)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
|
| Keywords | 生態学 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究計画の大きな目的は以下である。生物体の構造や形は、複数形質が適応的に複合したものであり、いくつかの遺伝子で巧妙に制御されている。これまでその至近メカニズムに注目が集まり、体形の多様な進化とその適応的意義に焦点が当たっていない。本研究では、モデル甲虫を用い、実験的な選択によって生じる体形の進化と個体形質への影響を調べる。実験結果から、分子生物学的・量的遺伝学的知見を取り込んだ生態学的手法を駆使し、表現型から遺伝子レベルまでの情報を抽出し、複数形質の統合によって形成される体形の適応的意義を探る。
これまでの成果として、モデル甲虫として有用なオオツノコクヌストモドキを使用して、以下の研究展開をした。最初に生理学的研究から、体形の変化があるホルモン物質によって左右されることを特定した。またその変化によって、本種の行動が大きく変化することがわかった。その行動を具体的に上げると、闘争行動、分散行動、繁殖行動と歩行活動である。これら行動形質は本種の適応度に大きく寄与するものである。従って、体形は極めて強い選択を受けており、その結果、より適応度が高い体形に維持されていることが考えられる。
また量的遺伝学的解析から、本種の体形には遺伝的な基盤があり、また幼虫時の発育条件で投資配分も変化することがわかった。これら結果は国内外の学会等で高い評価を受け、一部は専門の国際誌に掲載されている。
以上の結果を踏まえて、現在ではオオツノで体形制御に関する候補遺伝子のホモログ遺伝子を探索している。探索した遺伝子の塩基配列の違いをシークエンス解析により明らかにしており、有意なアミノ酸配列が検出された遺伝子において、RNA干渉法を行い、体形の形成に関与するか調査を行いつつある。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
上記に記したように、表現型及び遺伝子に関する体形のデータは蓄積された。これは、当初の計画よりも進むペースが早い。さらに、Gene Bank検索等を用いて、体節や四肢形成に関係する遺伝子のホモログ遺伝子をオオツノで探索することに着手している。そしてオオツノからmRNA抽出およびcDNA作製し、オオツノで機能するそれぞれの遺伝子用のPCR primer作製しており、候補遺伝子も絞れてきた。候補遺伝子について、RNA干渉法(RNAi)を行い、体形の形成に関与するかを調査できた。甲虫類ではlarval RNAi(幼虫体への二本鎖RNAのインジェクションによるRNAi法)が極めて有効である(伊藤ら2010, Tomoyasu et al. 2009)。クローニングした遺伝子についてlarval RNAi 法を用い、体形形成に関与する遺伝子のスクリーニングが成功し、一部の結果を学会等で発表している。従って、来年度以降も計画に支障がなく、研究計画を進めることができる
|
| Strategy for Future Research Activity |
今後は、昨年度と同様に、遺伝子解析を積極的に行うと同時に、すでに確立した体形が異なる系統を使用し、体形の進化とオスの繁殖や生態がどのように影響し合うかを調べる。具体的には、神経線維の染色や脳内の神経伝達物質の測定など神経生理学的手法を使用し、体形変化による脳内の神経回路の修飾を調べる。また、飛翔能力、歩行活動や射精行動など、オスの適応度に関わる形質を網羅的に調べる。これら形質の測定法はすでに確立している。得られたデータから、表現型から内分泌・神経生理という複数レベルで、体形とオスの繁殖や生態の進化的な関係を明らかにする。得られた実験データから、体形の変化とオスの適応度に関わる形質がどのようにリンクしているかが明らかになる。来年度は今年度の実験を引き続き行うとともに、得られた実験データの解析を行い、体形の進化の適応的意義と至近メカニズムを総合的に議論した上で、学会での成果発表及び一般科学学術誌に投稿を行う。
|
| Causes of Carryover |
前年度の計画について、おおむね順調に進んだこともあって、十分に実験を遂行できた。代わりに、当初計画していたよりもわずかに学会発表など成果発表に参加す機会が減ったため（ただし、研究計画は遅れてはいない）、旅費がわずかに計画よりも少なかったから。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
翌年度の計画については、最終年度ということもあって、おもに成果を学会や学術誌などに発表し、公表することが大きな目的になっている。そのため、学会参加や成果発表を行うための研究打ち合わせが多くなり、翌年度の支出予定の多くは旅費を占める。したがって、次年度変更分は旅費に充てる。これは、当該年度、わずかに成果発表の機会が減ったからである。
|
