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根圏における植物―微生物の共生関係が植物―植食性昆虫の進化に与える影響の解析

研究課題

研究課題/領域番号 17H03718
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生物多様性・分類
研究機関山形大学

研究代表者

横山 潤  山形大学, 理学部, 教授 (80272011)

研究分担者 福田 達哉  東京都市大学, 情報工学部, 教授 (00432815)
藤山 直之  山形大学, 理学部, 教授 (90360958)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2018年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
キーワード共生 / 寄生 / 植物 / 植食性昆虫 / 真菌類 / バクテリア / 進化 / 生物多様性 / 菌類 / 生物間相互作用
研究成果の概要

本研究では、植物と植食性昆虫の関係に与える根圏共生微生物の影響を明らかにすることを目的とした。研究系として、ハシリドコロ(ナス科)―ルイヨウマダラテントウ及びクララ(マメ科)―チョウ目昆虫を用いた。根圏共生微生物相の解析(単離法、メタゲノム解析)の結果、ハシリドコロからはIlyonectria、Ceratobasidiumが広範囲で得られ、クララではMesorhizobiumを中心とした根粒菌相を持っていた。感染実験により、一部の微生物との共培養は根の成長に有意な正の効果があることが示された。また、植食性昆虫の発育に与える影響は、植物の地域集団ごとに異なっている可能性が示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

植物と植食性昆虫の関係は、両生物群の多様化を促す共進化の顕著な実例である。この関係を通して、植物は様々な防御機構を持つに至った。共生微生物は植物の成長を促進することがあり、防御物質を作る場でもある根の発達促進は、地上部を食べる昆虫にも影響する可能性がある。この3つの生物の関係がわかれば、植物と昆虫の関係の進化に新しい視点が加えられる。
本研究では、根の共生微生物の昆虫への影響を直接的に示すことはできなかったが、共生微生物が植物の成長を促進する可能性が示された。植物の地域集団によって植食性昆虫の成長に影響があることもわかり、これらを今後つないで、これら3つの生物の関係を明らかにしたい。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 2018

すべて 学会発表 (12件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件)

  • [学会発表] ハシリドコロ(Scopolia japonica, ナス科)の地下部内生菌類相の解析2019

    • 著者名/発表者名
      小泉翠夏・横山 潤
    • 学会等名
      日本植物学会第83回大会(仙台)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] クララ(マメ科)における根粒内バクテリア構成の解析2019

    • 著者名/発表者名
      星山美樹・横山 潤
    • 学会等名
      日本植物学会第83回大会(仙台)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] クララ(Sophora flavescens, マメ科)の根粒内バクテリア構成の解析2019

    • 著者名/発表者名
      星山美樹・横山 潤
    • 学会等名
      東北植物学会第9回大会(秋田大会)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 同所的に生育するハギ属メドハギ亜属2種の根粒内バクテリア相の比較2019

    • 著者名/発表者名
      藤田マリン・星山美樹・横山 潤
    • 学会等名
      東北植物学会第9回大会(秋田大会)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 東北地方のヤマトアザミテントウにみられる寄主植物への非対称な局所適応2019

    • 著者名/発表者名
      中曽根大輝・松林圭・藤山直之
    • 学会等名
      日本生態学会第66回大会(神戸)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Rapid responses of an herbivorous ladybird beetle, Henosepilachna vigintioctopunctata to the invasion of a novel host plant, Centrosema molle to Java, Indonesia.2019

    • 著者名/発表者名
      Sih Kahono, Naoyuki Fujiyama, Ignatius Sudaryadi, Hari Purwanto
    • 学会等名
      International Symposium on Rapid Evolutionary Change of Invertebrates, Plants, and their Interactions under Ecological Disturbance
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] "Phenotyping" of host-use ability as the critical step in studies on population divergence in herbivorous insects via adaptation.2019

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Fujiyama
    • 学会等名
      International Symposium on Rapid Evolutionary Change of Invertebrates, Plants, and their Interactions under Ecological Disturbance
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Asymmetric local adaptation of a thistle-feeding ladybird beetle.2019

    • 著者名/発表者名
      Daiki Nakasone, Kei Matsubayashi, Naoyuki Fujiyama,
    • 学会等名
      International Symposium on Rapid Evolutionary Change of Invertebrates, Plants, and their Interactions under Ecological Disturbance
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bacterial compositions in root nodules of Japanese populations of Sophora flavescens (Fabaceae).2019

    • 著者名/発表者名
      Miki Hoshiyama, Jun Yokoyama
    • 学会等名
      International Symposium on Rapid Evolutionary Change of Invertebrates, Plants, and their Interactions under Ecological Disturbance
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analyses of culturable fungal flora of underground organs of an alkaloid-containing toxic plant, Scopolia japonica (Solanaceae).2019

    • 著者名/発表者名
      Suika Koizumi, Jun Yokoyama
    • 学会等名
      International Symposium on Rapid Evolutionary Change of Invertebrates, Plants, and their Interactions under Ecological Disturbance
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] クララ(Sophora flavescens, マメ科)における根粒内バクテリア構成の地理的変異2018

    • 著者名/発表者名
      星山美樹・横山潤
    • 学会等名
      東北植物学会第8回大会(青森大会)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
  • [学会発表] 根茎でアルカロイドを合成するハシリドコロ(Scopolia japonica, ナス科)の地下部菌類相の解析2018

    • 著者名/発表者名
      小泉翠夏・横山潤
    • 学会等名
      東北植物学会第8回大会(青森大会)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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