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マメ毒に対するマメゾウムシ類の適応分化:解毒機構と乾燥種子利用の遺伝的多様性

研究課題

研究課題/領域番号 17H04612
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分海外学術
研究分野 生態・環境
研究機関東京大学

研究代表者

嶋田 正和  東京大学, 大学院総合文化研究科, 名誉教授 (40178950)

研究分担者 藤井 義晴  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 特任教授 (10354101)
徳永 幸彦  筑波大学, 生命環境系, 准教授 (90237074)
津田 みどり  九州大学, 農学研究院, 准教授 (20294910)
中野 伸一  京都大学, 生態学研究センター, 教授 (50270723)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
2019年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2018年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2017年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワードマメゾウムシ亜科 / 乾燥種子食性 / Callosobruchus属 / サイカチマメゾウムシ / 種子形成の季節性 / 系統対応 / 二次代謝産物 / カナバニン / マメゾウムシ類 / マメ科の乾燥種子 / 毒物質 / Megabruchidius属 / アレロケミカル / マメ科植物 / 解毒機構 / 分子系統解析 / 種子捕食昆虫 / マメ科 / アレロパシー活性 / EST-SSRマーカー / 種子捕食性昆虫 / 広食性 / 植物の毒物質 / アレロパシー / 系統解析 / 生活史の進化
研究成果の概要

嶋田と徳永はCallosobruchus属の熱帯産C. subinnotatusと中国産C. chinensis(dxC系統)、野生種サイカチマメゾウムシの食性を比較した結果、害虫種2種は多くのマメ科を広範に利用するだけでなく、ヒシ、ハス、ヒマワリからも羽化した。津田は、寄主植物の分類群、種子形成期(繁殖季節)、地理、毒性化学物質(カナバニン)、という複数の候補形質の中でどれが一番マメゾウムシの種分化に寄与してきたかを推定・検定した結果、種子形成時期(季節)が単独で効果を発揮していることが示唆された。津田の種子は藤井により化学分析され、いくつかの豆はカナバニンを多量に含むことが分かった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

(1) 地球上の生物多様性の豊富さを理解するときには寄主植物と植食性昆虫の多様な食う-食われるの関係の理解は重要である。種子捕食者のマメゾウムシ類とマメ科及び他の寄主植物の利用状況は一つの有効なモデルケースとなり、その理解はカギとなる。(2)SDGsの目標15「陸の豊かさを守ろう」の国際的な取り組みにも合致する。(3)マメ科の二次代謝産物は毒成分となって豆内に蓄積し、種子捕食者への防除物質となって進化してきた。人類に有用なマメ科種子(豆)の成分を改良する技術、害虫に食べられないが人類には害のない物質の特定など、品種改良に大きな理解となる。

報告書

(4件)
  • 2020 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (49件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (8件) 雑誌論文 (20件) (うち国際共著 13件、 査読あり 17件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 7件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ANU College of Arts & Social Sciences(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Universidad Nacional de Asuncion(パラグアイ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Kentucky/University of Idaho(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Zhejiang Gongshang University(中国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] ZALF(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Lausanne(スイス)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Uppsala University(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Impact of relative humidity and water availability on the life history of the predatory mite Amblyseius swirskii.2021

    • 著者名/発表者名
      San PP, Tuda M, Takagi M
    • 雑誌名

      BioControl

      巻: 66 号: 4 ページ: 497-510

    • DOI

      10.1007/s10526-021-10081-y

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Therapeutic peptides of Mucuna pruriens L.: Anti‐genotoxic molecules against human hepatocellular carcinoma and hepatitis C virus2021

    • 著者名/発表者名
      Seyedeh Faezeh Taghizadeh, Majid Azizi, Javad Asili, Fatemeh Sadat Madarshahi, Hasan Rakhshandeh, Yoshiharu Fujii
    • 雑誌名

      Food Science & Nutrition

      巻: 2021 号: 6 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1002/fsn3.2248

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] mage-based insect species and gender classification by trained supervised machine learning algorithms.2020

    • 著者名/発表者名
      Tuda M, Luna-Maldonado AI
    • 雑誌名

      Ecological Informatics

      巻: 60 ページ: 101135-101135

    • DOI

      10.1016/j.ecoinf.2020.101135

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Intraspecific interference between native parasitoids modified by a non-native parasitoid and its consequence on population dynamics.2020

    • 著者名/発表者名
      Nakamichi Y, Tuda M, Wajnberg E.
    • 雑誌名

      Ecological Entomology

      巻: 45 号: 6 ページ: 1263-1271

    • DOI

      10.1111/een.12909

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Host plant range expansion to Gymnocladus dioica by an introduced seed predatory beetle Megabruchidius dorsalis2020

    • 著者名/発表者名
      Gyorgy Z, Tuda M
    • 雑誌名

      Entomological Science

      巻: 23 号: 1 ページ: 28-32

    • DOI

      10.1111/ens.12393

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Evaluation of Allelopathic Potentials from Medicinal Plant Species in Phnom Kulen National Park, Cambodia by the Sandwich Method.2020

    • 著者名/発表者名
      Yourk Sothearith, Kwame Sarpong Appiah, Takashi Motobayashi, Izumi Watanabe, Chan Somaly, Akifumi Sugiyama, Yoshiharu Fujii
    • 雑誌名

      Sustainability

      巻: 13 号: 1 ページ: 264-273

    • DOI

      10.3390/su13010264

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] マメゾウムシ類の食性進化: 広範な目の乾燥種子で育つ2 種の発見2019

    • 著者名/発表者名
      嶋田正和
    • 雑誌名

      昆虫と自然

      巻: 54 ページ: 33-37

    • NAID

      40021917429

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Rapid development and characterization of EST-SSR markers for the honey locust seed beetle, Megabruchidius dorsalis (Coleoptera: Bruchidae), using de novo transcriptome analysis based on next-generation sequencing2019

    • 著者名/発表者名
      Ohbayashi Kako、Ishikawa Naoko、Hodoki Yoshikuni、Okada Yasukazu、Nakano Shin-ichi、Ito Motomi、Shimada Masakazu
    • 雑誌名

      Applied Entomology and Zoology

      巻: 54 号: 1 ページ: 141-145

    • DOI

      10.1007/s13355-019-00605-5

    • NAID

      40021825482

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] マメゾウムシ類の食性進化:広範な目の乾燥種子で育つ2種の発見2019

    • 著者名/発表者名
      嶋田正和
    • 雑誌名

      昆虫と自然

      巻: 54 ページ: 33-37

    • NAID

      40021917429

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] アレロパシー利用の展開方向2019

    • 著者名/発表者名
      藤井義晴
    • 雑誌名

      植調

      巻: 52 ページ: 8-12

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Plant Growth Inhibitory Activity of Goniothalamus andersonii Bark Incorporated with Soil on Selected Plants2019

    • 著者名/発表者名
      Raihan Ismil、Nobuhiro Hirai、 Yoshiharu Fujii
    • 雑誌名

      European Journal of Experimental Biology

      巻: 9 ページ: 1-5

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Screening of 239 Paraguayan plant species for allelopathic activity using the sandwich method2018

    • 著者名/発表者名
      Nakamori-Maehara T.、Miyaura R.、Morikawa C.I.O、Perez de Molas L.F.、Fujii Y.
    • 雑誌名

      Allelopathy Journal

      巻: 44 号: 2 ページ: 245-260

    • DOI

      10.26651/allelo.j./2018-44-2-1167

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The importance of olfactory cues in short-range mate finding by the Japanese jewel beetle, Chrysochroa fulgidissima (Coleoptera, Buprestidae)2018

    • 著者名/発表者名
      Shinohara Takeru、Kamitani Satoshi、Tuda Midori、Hirowatari Toshiya
    • 雑誌名

      ELCAS Journal

      巻: 3 ページ: 23-26

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of an Anthocyanin, Cyanidin 3,5-di-O-glucoside, as an Allelochemical in Red Callus of a Mangrove Sonneratia ovata, Using Protoplast Co-Culture Bioassay Method with Digital Image Analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Sasamoto Hamako、Iwashina Tsukasa、Suzuki Sakae、Azumi Yoshitaka、Fujii Yoshiharu
    • 雑誌名

      Journal of Plant Studies

      巻: 7 号: 2 ページ: 1-1

    • DOI

      10.5539/jps.v7n2p1

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Exploring Farmers’ Indigenous Knowledge of Soil Quality and Fertility Management Practices in Selected Farming Communities of the Guinea Savannah Agro-Ecological Zone of Ghana2018

    • 著者名/発表者名
      Ansong Omari Richard、Bellingrath-Kimura Sonoko、Sarkodee Addo Elsie、Oikawa Yosei、Fujii Yoshiharu
    • 雑誌名

      Sustainability

      巻: 10 号: 4 ページ: 1034-1034

    • DOI

      10.3390/su10041034

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Global phylogeography of the insect pest Callosobruchus maculatus (Coleoptera: Bruchinae) relates to the history of its main host, Vigna unguiculata2017

    • 著者名/発表者名
      Kebe Khadim、Alvarez Nadir、Tuda Midori、Arnqvist Goran、Fox Charles W.、Sembene Mbacke、Espindola Anahi
    • 雑誌名

      Journal of Biogeography

      巻: 44 号: 11 ページ: 2515-2526

    • DOI

      10.1111/jbi.13052

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Evaluation of allelopathic activity of Heracleum sosnowskyi Manden fruits2017

    • 著者名/発表者名
      Mishyna M.、T.T. Van、Y. Fujii Pham
    • 雑誌名

      Allelopathy Journal

      巻: 42 号: 2 ページ: 171-180

    • DOI

      10.26651/allelo.j./2017-42-2-1114

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Impacts of Fertilization Type on Soil Microbial Biomass and Nutrient Availability in Two Agroecological Zones of Ghana2017

    • 著者名/発表者名
      Omari Richard、Sarkodee-Addo Elsie、Fujii Yoshiharu、Oikawa Yosei、Bellingrath-Kimura Sonoko
    • 雑誌名

      Agronomy

      巻: 7 号: 3 ページ: 55-55

    • DOI

      10.3390/agronomy7030055

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Melanic mutation causes a fitness decline in bean beetles infected by Wolbachia2017

    • 著者名/発表者名
      Numajiri Yuko、Kondo Natsuko I.、Toquenaga Yukihiko
    • 雑誌名

      Entomologia Experimentalis et Applicata

      巻: 164 号: 1 ページ: 54-65

    • DOI

      10.1111/eea.12588

    • NAID

      120007134418

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unique clade of alphaproteobacterial endosymbionts induces complete cytoplasmic incompatibility in the coconut beetle2017

    • 著者名/発表者名
      Takano Shun-ichiro、Tuda Midori、Takasu Keiji、Furuya Naruto、Imamura Yuya、Kim Sangwan、Tashiro Kosuke、Iiyama Kazuhiro、Tavares Matias、Amaral Acacio Cardoso
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 114 号: 23 ページ: 6110-6115

    • DOI

      10.1073/pnas.1618094114

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] サイカチマメゾウムシの交尾行動における性的対立:精包サイズと交尾経験2021

    • 著者名/発表者名
      嶋田正和、長谷和子、大林夏湖、香月雅子
    • 学会等名
      第68回日本生態学会・岡山大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] マメ科害虫の原産地における共生菌感染と遺伝的分化・交雑:細胞質不和合性による防除の可能性,2021

    • 著者名/発表者名
      津田みどり, 岩瀬俊一郎, Haran J, Kebe K, Skuhrovec J, Sanaei E, 辻尚道,
    • 学会等名
      第65回日本応用動物昆虫学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Effects of Wolbachia infection on life history traits in azuki bean beetle Callosobruchus chinensis and its parasitoid,2021

    • 著者名/発表者名
      San PP, Tuda M,
    • 学会等名
      第65回日本応用動物昆虫学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] サイカチマメゾウムシにおける交尾戦略と精包サイズをめぐる性的対立2020

    • 著者名/発表者名
      嶋田正和、長谷和子、大林夏湖、香月雅子
    • 学会等名
      第39回日本動物行動学会・東京大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Screening of potential volatile allelopathic species: pericarp of Sapindus mukorossi, a new candidate2020

    • 著者名/発表者名
      Kohinor BEGUM, Mashura SHAMMI, Takashi MOTOBAYASHI, Yoshiharu FUJII
    • 学会等名
      日本雑草学会第59回講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 蔓性雑草の巻き付きを抑制する物質の探索と影響評価2020

    • 著者名/発表者名
      小林賢太朗, 笹本浜子, 藤井義晴
    • 学会等名
      日本雑草学会第59回講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 広範な目の種子で育つ中国産アズキゾウムシの前適応と先回り進化:日本産との交雑実験2019

    • 著者名/発表者名
      嶋田正和、長瀬泰子、大林夏湖、伊藤元己、徳永幸彦
    • 学会等名
      第63回日本応用動物昆虫学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Preadaptation and host defense chase of a super polyphogous Chinese strain of the adzuki seed beetle: cross experiment2019

    • 著者名/発表者名
      嶋田正和、長瀬泰子、大林夏湖、伊藤元己、徳永幸彦
    • 学会等名
      第66回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Deconstruction of Reproductive Interference Traits,2019

    • 著者名/発表者名
      Wataru Mukaimine and Yukihiko Toquenaga
    • 学会等名
      第66回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Utilization of Allelopathy for weed control2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiharu Fujii
    • 学会等名
      ISWS Golden Jubilee International Conference
    • 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] Absence of truth: Evidential statistics in genome assembly2018

    • 著者名/発表者名
      Yukihiko Toquenaga、Hikaru Kuwahara
    • 学会等名
      第34回個体群生態学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Enumeration of soil microorganism which degrade L-3,4-dihydroxyphenylalanine, an allelochemical of Mucuna prurience var. utilis2018

    • 著者名/発表者名
      Yohei Hareyama、Yoshiharu Fujii、Mitsunori Tarao
    • 学会等名
      4th Asian Allelopathy Society Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Endophytic Fungi Isolates from an Allelophatic Plant: The Case of Vicia villosa Roth2018

    • 著者名/発表者名
      Parisa Taheri、Shin Okazaki、Lowrence Mona Ndam、Yoshiharu Fujii
    • 学会等名
      4th Asian Allelopathy Society Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of hairy vetch (Vicia villosa Roth) incorporation on weed suppression and yield contribution of four rice varieties2018

    • 著者名/発表者名
      Phyu Thae Ei, Keisuke Katsura, Takashi Motobayashi, Yoshiharu Fujii
    • 学会等名
      日本雑草学会第 57回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] マメゾウムシ類の食性進化:広範な科の寄主植物で育つ2種の発見2018

    • 著者名/発表者名
      嶋田 正和、長瀬 泰子、大林 夏湖、徳永 幸彦
    • 学会等名
      第62回日本応用動物昆虫学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] マメゾウムシと寄生蜂の古典的モデル生物群集からの21世紀的提言:環境変化と侵入生物がもたらす群集動態の変化を進化、性差、個体行動から解明する2018

    • 著者名/発表者名
      津田みどり
    • 学会等名
      第62回日本応用動物昆虫学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Allelopathic Activity of Some Turkish Plant Species2017

    • 著者名/発表者名
      Tugba Gonca Isin Ozkan, Yoshiharu Fujii
    • 学会等名
      8th World Congress of Allelopathy
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A trial for making database for allelopathic activities by Specific Bioassays: Sandwich Method, Plant Box Method, Dish-Pack Method2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshiharu Fujii
    • 学会等名
      8th World Congress of Allelopathy
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Research on allelopathy for weed science in Asian-Pacific Region2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshiharu Fujii
    • 学会等名
      The 26th Asian Pacific Weed Science Society Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Screening of allelopathic ground cover plants for weed control and analysis of allelochemicals2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroko Maeda, Kou Okumura, Riri Nakamura, Takashi Nomura, Yoshiharu Fujii
    • 学会等名
      The 26th Asian Pacific Weed Science Society Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] MASAKAZU SHIMADA'S HOMEPAGE

    • URL

      https://sites.google.com/view/shimada-lab/publications

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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