| Project/Area Number |
22K06384
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 45040:Ecology and environment-related
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
藤山 直之 山形大学, 理学部, 教授 (90360958)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
阿部 誠 秋田県立大学, 生物資源科学部, 准教授 (70414357)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | 植食性昆虫 / 寄主特異性 / 性的隔離 / 生息場所隔離 / 繁殖干渉 / 体表炭化水素 / カメノコハムシ類 / 生殖的隔離障壁 |
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| Outline of Research at the Start |
多種の同所的共存を妨げる要因として繁殖干渉の重要性が指摘されている。繁殖干渉は性的隔離が不完全なときに生じやすいが、繁殖干渉が実際に作用するかは生態的隔離の程度に依存しているだろう。植食性昆虫では異なる寄主植物の利用が生息場所隔離をもたらす。潜在的な繁殖干渉が存在する近縁種の同所的共存には、性的隔離と生息場所隔離が補完的に作用していることが予想されるが、この状況は撹乱によって繁殖干渉が顕在化し得るという脆弱性を孕んでいる可能性が高い。本研究では、カメノコハムシ類とその寄主植物を対象に、野外調査と室内実験を通じ、多種共存機構としての性的隔離と生息場所隔離の補完的貢献の実態とその脆弱性を解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度に引き続き、カメノコハムシ（以下、ナミカメ）、ヒメカメノコハムシ（以下、ヒメカメ）、イノコヅチカメノコハムシ（以下、イノコカメ）を対象とした小型網室を用いた生息場所隔離の定量化に取り組んだ。ハムシ類が食草以外の基質上において観察される頻度が不自然に高かったという課題が生じたものの、特定の条件下では異種のハムシの雌雄が寄主特異性の分岐にも関わらず遭遇し、潜在的に種間交尾が生じることを定量的に明らかにできた。さらに、これら3種の系については繁殖干渉を定量化する実験も進行させたが、主に昨年度に準備した未交尾個体の越冬成功率が低かったことから、予備的な知見を得るに留まった。
アオカメノコハムシ、ヒメジンガサハムシ（以下、ヒメジン）、イノコカメなどが同所的に出現する生息地における野外調査については、継続予定であったものの、適切な人材を確保できなかったため、実施できず保留とした。
DNAの分析を通じたハムシ近縁種間の遺伝子流動の可能性の検討については、これまでに日本各地で採集し蓄積していたヒメカメとイコノカメを対象として、プライマーの選定を終了させた後に予備実験を行った。
ナミカメおよびヒメジンを対象に、体表炭化水素分析を継続した。冷凍により安楽死させた後、雌雄別に１頭あたり0.1 mLのヘキサンに30分浸漬して体表成分を抽出した。抽出試料1 マイクロLをGC-MSに導入して抽出成分を分析した結果、ナミカメ雌雄ともに保持時間20.35分にデカン酸、22分に炭素数30以上の炭化水素と推定されるピークが確認できた。ナミカメと同様にシロザを寄主植物とするヒメカメの体表成分分析ではデカン酸が確認されていないことから、この物質が両種の認識に関与している可能性がある。一方、ヒメジンでは雌雄共に顕著な体表成分の確認ができなかった。さらに、食草の一部（アザミ類とヨモギ類）についても化学成分分析を進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
令和6年度は当初の計画では最終年度であり、全ての研究項目を進めることができた一方で、主に、野外調査、繁殖干渉に関するデータの蓄積、およびハムシ類の体表炭化水素組成（CHC）分析を完了できなかったことから、研究期間を1年間延長することとした。
研究成果を学会で発表し、議論を深めることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
期間を延長した令和7年度においては、完了できていない研究項目（野外調査、繁殖干渉、CHC分析）を終了させるとともに、DNA分析についても終了させる。ハムシ類のCHC分析については、アオカメノコハムシ、ミドリカメノコハムシ、ヒメジン（継続）を対象し、食草の化学分析も終了させる。
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