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「生物の動き」を支配する遺伝子が個体の適応度と集団に及ぼす生態学的影響の解析

研究課題

研究課題/領域番号 18H02510
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分45040:生態学および環境学関連
研究機関岡山大学

研究代表者

宮竹 貴久  岡山大学, 環境生命科学学域, 教授 (80332790)

研究分担者 佐々木 謙  玉川大学, 農学部, 教授 (40387353)
天竺桂 弘子  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (80434190)
三浦 一芸  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 西日本農業研究センター, 再雇用職員 (10355133)
富岡 憲治  岡山大学, 自然科学学域, 教授 (30136163)
内山 博允  東京農業大学, その他部局等, 研究員 (70747295)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2020年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2019年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
2018年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
キーワード生物の動き / 適応度 / ドーパミン / 死にまね / 交尾行動 / 歩行軌跡 / 活動モード / トレッドミル / 不動 / ノックダウン / 行動と個体群 / 行動と群集 / コクヌストモドキ / RNA-seq解析 / RNA干渉 / ココウヌストモドキ / 進化生態 / ゲノム / 行動生態 / 群集 / 動き / 活動量 / チロシン代謝系 / RNAi / 不動行動 / 系統推定 / 遺伝的構造
研究成果の概要

生物の動きが制御する行動形質が適応度にどのように影響するのかについて、昆虫類を材料として3年間調査した。対象とした行動は、おもに対捕食者戦略、捕食戦略、移動分散戦略および繁殖・交尾戦略である。対象とした生物は主にコウチュウ目の昆虫である。とくにコクヌストモドキ類については、生物の動きに関する形質のうち、歩行移動および不動行動に対して人為的な選抜実験を行い、確立した育種系統間で、相関反応を精査するとともに、トランスクリプトーム解析を実施し、死んだふり行動を制御する遺伝子群を網羅的に解析した。その結果、ドーパミンを介したチロシン代謝系の遺伝子群が生物の動きに関与していることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生物の対捕食者戦略である死んだふりの適応と進化の仕組みについては、ダーウィン以降、科学的に証明されてこなかった。この研究では、甲虫類の死んだふり行動について、古典的な育種実験と行動観察に加えて、トランスクリプトーム解析によって形質に関わる遺伝子群を明らかにできた。その結果、死んだふりにはチロシン代謝系に含まれるドーパミン関連遺伝子が大きく関与していることが世界に先駆けて明らかとなった。一連の研究は、生物の対捕食戦略の教科書にも掲載され、死んだふりという行動を対捕食者戦略の科学として位置付ける役割を果たした。

報告書

(4件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 3件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] エクセター大学(英国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] リバプール大学(英国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Exeter(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Genetic variation and phenotypic plasticity in circadian rhythms in an armed beetle, Gnatocerus cornutus (Tenebrionidae)2020

    • 著者名/発表者名
      Matsumura Kentarou、Abe Masato S、Sharma Manmohan D、Hosken David J、Yoshii Taishi、Miyatake Takahisa
    • 雑誌名

      Biological Journal of the Linnean Society

      巻: 130 号: 1 ページ: 34-40

    • DOI

      10.1093/biolinnean/blaa016

    • NAID

      120007034441

    • 関連する報告書
      2020 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] Death feigning as an adaptive anti‐predator behaviour: Further evidence for its evolution from artificial selection and natural populations2020

    • 著者名/発表者名
      Konishi Kana、Matsumura Kentarou、Sakuno Wataru、Miyatake Takahisa
    • 雑誌名

      Journal of Evolutionary Biology

      巻: 33 号: 8 ページ: 1120-1128

    • DOI

      10.1111/jeb.13641

    • NAID

      120007039934

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of caffeine on mating behavior and sperm precedence in Tribolium castaneum2020

    • 著者名/発表者名
      Yuhao Ji、Ryuji Yuki、Matsumura Kentarou、Miyatake Takahisa
    • 雑誌名

      Ethology

      巻: 127 号: 1 ページ: 45-49

    • DOI

      10.1111/eth.13094

    • NAID

      120007151884

    • 関連する報告書
      2020 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] Anti-predator behaviour depends on male weapon size2020

    • 著者名/発表者名
      Matsumura Kentarou、Yumise Kota、Fujii Yui、Hayashi Toma、Miyatake Takahisa
    • 雑誌名

      Biology Letters

      巻: 16 号: 12 ページ: 33353520-33353520

    • DOI

      10.1098/rsbl.2020.0601

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Arousal from death feigning by vibrational stimuli: comparison of Tribolium species2020

    • 著者名/発表者名
      Ishihara Ryo、Matsumura Kentarou、Jones Jordan Elouise、Yuhao Ji、Fujisawa Ryusuke、Nagaya Naohisa、Miyatake Takahisa
    • 雑誌名

      Journal of Ethology

      巻: 39 号: 1 ページ: 107-113

    • DOI

      10.1007/s10164-020-00680-0

    • NAID

      120007166679

    • 関連する報告書
      2020 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] Effects of temperature during successive generations on life-history traits in a seed beetle Callosobruchus chinensis (Chrysomelidae: Coleoptera)2019

    • 著者名/発表者名
      Terada Kenji、Matsumura Kentarou、Miyatake Takahisa
    • 雑誌名

      Applied Entomology and Zoology

      巻: 54 号: 4 ページ: 459-464

    • DOI

      10.1007/s13355-019-00643-z

    • NAID

      120006884477

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Arousal from Tonic Immobility by Vibration Stimulus2019

    • 著者名/発表者名
      Miyatake Takahisa、Matsumura Kentarou、Kitayama Ryota、Otsuki Keiichi、Yuhao Ji、Fujisawa Ryusuke、Nagaya Naohisa
    • 雑誌名

      Behavior Genetics

      巻: 49 号: 5 ページ: 478-483

    • DOI

      10.1007/s10519-019-09962-x

    • NAID

      120006862673

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Artificial selection on walking distance suggests a mobility-sperm competitiveness trade-off2019

    • 著者名/発表者名
      Matsumura Kentarou、Archer C Ruth、Hosken David J、Miyatake Takahisa
    • 雑誌名

      Behavioral Ecology

      巻: 30 号: 6 ページ: 1522-1529

    • DOI

      10.1093/beheco/arz110

    • NAID

      120006865809

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Influence of artificial selection for duration of death feigning on pre- and post-copulatory traits in male Tribolium castaneum2019

    • 著者名/発表者名
      Matsumura Kentarou、Miyatake Takahisa
    • 雑誌名

      Journal of Ethology

      巻: 37 号: 3 ページ: 265-270

    • DOI

      10.1007/s10164-019-00596-4

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Pace-of-life: Relationships among locomotor activity, life history, and circadian rhythm in the assassin bug, Amphibolus venator2019

    • 著者名/発表者名
      Matsumura Kentarou、Ito Ryohei、Miyatake Takahisa
    • 雑誌名

      Ethology

      巻: 125 号: 3 ページ: 127-132

    • DOI

      10.1111/eth.12831

    • 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
  • [雑誌論文] Responses to relaxed and reverse selection in strains artificially selected for duration of death-feigning behavior in the red flour beetle, Tribolium castaneum2018

    • 著者名/発表者名
      Matsumura Kentarou、Miyatake Takahisa
    • 雑誌名

      Journal of Ethology

      巻: 36 号: 2 ページ: 161-168

    • DOI

      10.1007/s10164-018-0548-x

    • NAID

      120006775073

    • 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
  • [雑誌論文] Costs of walking: differences in egg size and starvation resistance of females between strains of the red flour beetle (Tribolium castaneum) artificially selected for walking ability2018

    • 著者名/発表者名
      Matsumura Kentarou、Miyatake Takahisa
    • 雑誌名

      Journal of Evolutionary Biology

      巻: 31 号: 11 ページ: 1632-1637

    • DOI

      10.1111/jeb.13356

    • 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
  • [学会発表] 死にまね行動を制御する遺伝子群の探索2019

    • 著者名/発表者名
      宮竹 貴久・内山 博允・佐々木 謙・日ノ澤 祥悟・田中 啓介・松村 健太郎・矢嶋 俊介
    • 学会等名
      日本応用動物昆虫学会 第63回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 行動形質に地域集団間変異の見られるコクヌストモドキの系統関係2019

    • 著者名/発表者名
      三浦 一芸・松村 健太郎・宮竹 貴久
    • 学会等名
      日本応用動物昆虫学会 第63回大会 つくば
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 昆虫の動く・動かないを決めるゲノム行動生態学2018

    • 著者名/発表者名
      宮竹 貴久
    • 学会等名
      京都大学生態学研究センター研究集会_異なるマクロ生物学分野のインタープレイ
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 振動刺激によって擬死から覚醒する感受性にも遺伝変異がある2018

    • 著者名/発表者名
      宮竹 貴久・松村健太郎・北山凌大・昱皓・藤澤隆介・大槻圭一・永谷直久
    • 学会等名
      西日本応用動物昆虫研究会 ・中国地方昆虫学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 擬死からの覚醒2018

    • 著者名/発表者名
      宮竹 貴久
    • 学会等名
      日本動物行動学会第37回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] したがるオスと嫌がるメスの生物学2018

    • 著者名/発表者名
      宮竹 貴久
    • 総ページ数
      240
    • 出版者
      集英社
    • ISBN
      4087210219
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 教員:宮竹貴久のページ

    • URL

      http://www.agr.okayama-u.ac.jp/LAPE/miyatake.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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