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コオイムシにおける生殖的形質置換とそれに伴う種分化の要因究明

研究課題

研究課題/領域番号 19K16209
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分45030:多様性生物学および分類学関連
研究機関信州大学

研究代表者

鈴木 智也  信州大学, 理学部, 理学部博士研究員 (30739503)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2021年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード種分化 / コオイムシ / 分子系統解析 / 交配実験 / 生殖隔離 / コオイムシ亜科 / Paternal care / 交配隔離 / 形質置換 / 繁殖干渉 / 進化 / 繁殖生態 / パラメア形態 / 繁殖システム / 父性 / 父育 / 生殖的形質置換 / コオイムシ科
研究開始時の研究の概要

東アジアに分布するコオイムシは、大陸と日本列島の集団間でオスの交尾器形態が異なり、大陸-日本列島集団間に方向性のある交配隔離機構が成立している。そこで本研究は、コオイムシの日本列島集団の交尾器が、生殖的形質置換によって進化したこと、その要因が姉妹種であるオオコオイムシとの繁殖干渉であることを明らかにする。これによって、コオイムシの日本列島集団で生じた近縁種間の繁殖干渉とそれに伴う生殖的形質置換が、コオイムシの大陸-日本列島集団間の種分化の要因となっていることを証明する。

研究成果の概要

種分化の中間段階は、生物多様性の創出過程を理解する上で重要であり、また、興味深い現象が数多く存在する。本研究では、種分化の中間段階にある種の一例として、コオイムシ(カメムシ目, コオイムシ科)を対象に、交配実験とmtDNA、nDNA SSRおよびゲノムワイドなSNPsに基づく系統解析によりその進化史を追究した。その結果、コオイムシは日本列島に分布していた祖先系統が、ユーラシア大陸に分散(逆分散 back-dispersal)したことが示された。さらに、交配実験の結果、コオイムシは系統進化のプロセスと生殖的隔離の程度が一致しないということが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果は,「生物の種分化・多様化がどのようにして生じるのか?」という生物学の大きな問いを紐解くための重要なピースになると言える。加えて、生物学最大の命題である「種」の定義・概念にも一石を投じる重要な知見でである。現在、最も広く受け入れられている「生物学的種概念」は「生殖的な隔離の有無」を基盤としているが、本研究課題では、系統進化のプロセスと生殖的隔離の程度が一致しないという、極めて希少かつ興味深い事象を明らかにした。「種概念」や「種分化」研究における重要な研究成果になると考えられる。

報告書

(3件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 1件)

  • [国際共同研究] 高麗大学/韓国国立生物資源研究所(韓国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] 高麗大学(韓国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Development of microsatellite markers for a giant water bug, <i>Appasus japonicus</i>, distributed in East Asia2020

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Tomoya、Hirao Akira S.、Takenaka Masaki、Yano Koki、Tojo Koji
    • 雑誌名

      Genes & Genetic Systems

      巻: 95 号: 6 ページ: 323-329

    • DOI

      10.1266/ggs.20-00033

    • NAID

      130008002098

    • ISSN
      1341-7568, 1880-5779
    • 年月日
      2020-12-01
    • 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
  • [学会発表] SSRマーカーによる親子判定から探るコオイムシの繁殖戦略2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木智也
    • 学会等名
      第68回日本生態学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] コオイムシを対象にした GRAS-Di 技術による SNPs 探索と系統解析結果2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木智也, 谷野宏樹, 東城幸治
    • 学会等名
      第465回水生昆虫談話会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 父性解析から見るコオイムシの繁殖戦略 -「やり逃げ」オスはいるか?-2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木智也, 東城幸治
    • 学会等名
      第1回進化学若手の会「あつまれへんないきざま」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] イシノミ目昆虫の分子系統地理 -そのポテンシャルと単為生殖集団の起源-2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木智也, 鈴木信夫, 東城幸治
    • 学会等名
      第31回信州昆虫学会 (信越昆虫研究会 2020年合同大会)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 世界初・イシノミ目昆虫における分子系統地理学的研究2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木智也, 鈴木信夫, 東城幸治
    • 学会等名
      第459回水生昆虫談話会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] SSRマーカーを用いたコオイムシの父性と「やり逃げ」オスの存在検証2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木智也・東城幸治
    • 学会等名
      第79回日本昆虫学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 父性解析から探るコオイムシの繁殖戦略 -「やり逃げ」オスはいるか?-2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木智也・東城幸治
    • 学会等名
      第67回日本生態学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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