マメ科植物と種子捕食性昆虫における共進化の分子系統解析:毒性物質の効果

• 研究課題/領域番号: 20405006
• 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, 教授 (40178950)
• 研究分担者: 藤井 義晴 独立行政法人農業環境技術研究所, 生物多様性研究領域, 上席研究員 (10354101) ; 徳永 幸彦 筑波大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (90237074) ; 津田 みどり 九州大学, 大学院・農学研究院, 助教 (20294910)
• 連携研究者: 伊藤 元己 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (00193524) ; 柴尾 晴信 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助教 (90401207)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円); 2010年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2009年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2008年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
• キーワード: マメ科植物 / マメゾウムシ亜科 / 系統対応 / 共進化 / 毒性物質 / 分子系統樹 / 狭食化と広食化 / 寄主シフト / マメ科 / 分子系統解析 / 広食性 / 狭食性 / Wolbachia感染 / マメゾウムシ科昆虫 / 単食性と多食性 / カナバリン / Mimosestes属 / マメゾウムシ科 / 峡食性 / 化学成分 / 新世界種 / 旧世界種

研究概要

マメ科植物と種子捕食性昆虫マメゾウムシ亜科との系統対応を調べるために、海外調査を行って採集した試料からDNAを抽出し、それをもとに分子系統解析にかけた。その結果、祖先形質復元の統計解析を行ったところ、分子系統樹のいくつかの末端の枝で、狭食化から広食化への進化が起こっていることが検出できた。この結果をもとに、この広食化への共進化としてマメ科の乾燥完熟種子を利用できる性質と毒性物質への対応が重要であることが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Wolbachia infections in world populations of bean beetles (Coleoptera : Chrysomelidae : Bruchinae) infesting cultivated and wild legumes (2011)
  • 著者名/発表者名: Kondo, N., M.Tuda, Y.Toquenaga.Y-C.Lan, S.Buranapanichpan, S-B.Horng, M.Shimada, T.Fukatsu
  • 雑誌名: Zoological Science 巻: (掲載確定)(in press)
  • NAID: 40018937052
  • 査読あり
• [雑誌論文] Contest-type competition between age classes in scramble-type Callosobruchus maculatus (Coleoptera : Bruchidae), Entomological Science (2011)
  • 著者名/発表者名: Mano, H., Y.Toquenaga
  • 雑誌名: Entomological Science 巻: (掲載確定)(in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolutionary diversification of bruchine beetles : climate-dependent traits and development associated with pest status. (2011)
  • 著者名/発表者名: Tuda, M.
  • 雑誌名: Bulletin of Entomological Research 巻: (掲載確定)(in press)
  • NAID: 120005133136
  • 査読あり
• [雑誌論文] Egg dispersion is more important than competition type for herbivores attacked by a parasitoid. (2011)
  • 著者名/発表者名: Vamosi SM, den Hollander MD, Tuda M.
  • 雑誌名: Population Ecology 巻: 53 ページ: 319-326
  • NAID: 10027788132
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolution of host utilization patterns in the seed beetle genus Mimosestes Bridwell (Coleoptera : Chrysomehdae : Bruchinae). (2010)
  • 著者名/発表者名: Kato, T., A.Bonet, H.Yoshitake, J.Romero-Napoles, U.Jinho, M.Ito, M.Shimada
  • 雑誌名: Molecular phylogenetics and evolution 巻: 55 ページ: 816-832
  • 査読あり
• [雑誌論文] Carbon sources of natural cyanamide in Vicia villosa subsp.varia (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Kamo, R.Kasahara, S.Abe, M.Hirota, M.Sugano, H.Yamaya, S.Hiradate, Y.Fujii
  • 雑誌名: Natural Product Research 巻: 24 ページ: 1637-1642
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microarray analysis of Arabidopsis plants in response to allelochemical L-DOPA (2010)
  • 著者名/発表者名: A.Golisz, M.Sugano, S.Hiradate, Y.Fujii
  • 雑誌名: Planta 巻: 233 ページ: 231-240
  • 査読あり
• [雑誌論文] Contribution of militarine and dactylorhin A to the plant growth-inhibitory activity of a weed-suppressing orchid, Bletilla striata (2010)
  • 著者名/発表者名: E.Sakuno, T.Kanio, T.Takemura, H.Ssugie, S.Hiradate, Y.Fujii
  • 雑誌名: Weed Biology and Management 巻: 10 ページ: 202-207
  • NAID: 10029301311
  • 査読あり
• [雑誌論文] The genetic architecture of metabolic rate : environment specific epistasis between mitochondrial and nuclear genes in an insect. (2010)
  • 著者名/発表者名: Arnqvist, G., Dowling, D.K., Eady, P., Gay, L., Tregenza, T., Tuda, M., Hosken, D.J.
  • 雑誌名: Evolution 巻: 64 ページ: 3354-3363
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sexual conflict and the gender load : correlated evolution between population fitness and sexual dimorphism in seed beetles. (2010)
  • 著者名/発表者名: Arnqvist G., Tuda M.
  • 雑誌名: Proceedings of the Royal Society B 巻: 277 ページ: 1345-1352
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interaction effect among maternal environment, maternal investment and progeny genotype on life history traits in Callosobruchus chinensis. (2010)
  • 著者名/発表者名: Yanagi S., Tuda M.
  • 雑誌名: Functional Ecology 巻: 24 ページ: 383-391
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolution of host utilization patterns in the seed beetle genus Mimosestes Bridwell(Coleoptera : Chrysomelidae : Bruchinae). (2010)
  • 著者名/発表者名: Kato, T., A.Bonet, H.Yoshitake, J.Romero-Napoles, U.Jinbo, M.Ito, M Shimada
  • 雑誌名: Molecular Phylogenetics and Evolution (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Isolation and identification of potent allelopathic substances in rattail fescue (2010)
  • 著者名/発表者名: Hisashi KATO-NOGUCHI, Madoka YAMAMOTO, Kazuya TAMURA, Toshiaki TERUYA, Kiyotake SUENAGA, Yoshiharu FUJII
  • 雑誌名: PLANT GROWTH REGULATION 60 ページ: 127-131
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interaction effect among maternal environment, maternal investment and progeny genotype on life history traits in Callosobruchus chinensis (2010)
  • 著者名/発表者名: Yanagi S, Tuda M.
  • 雑誌名: Functional Ecology 24 ページ: 383-391
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biosynthetic origin of the nitrogen atom in cyanamide in Vicia villosa subsp. varia (2009)
  • 著者名/発表者名: Tsunashi KAMO, Kenji KATO, Shun ABE, Mitsuru HIROTA, Hiroko YAMAYA, Syuntaro HIRADATE, Yoshiharu FUJII
  • 雑誌名: SOIL SCIENCE AND PLANT NUTRITION 55 ページ: 235-242
  • NAID: 110007522804
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification and activity of ethyl gallate as an antimicrobial compound producedby Geranium carolinianum (2009)
  • 著者名/発表者名: Atsushi OOSHIRO, Syuntaro HIRADATE, Shinji KAWANO, Tetsuya TAKUSHI, Yoshiharu FUJII, Masahiro NATSUME, Hiroshi ABE
  • 雑誌名: WEED RESEARCH 9(2) ページ: 169-172
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2009)
  • 著者名/発表者名: 崎尾均【編】, 藤井義晴, 石川理恵, 浦口晋平, 渡辺泉, 星野義延
  • 雑誌名: ニセアカシアの生態学 外来樹の歴史・利用・生態とその管理(文一総合出版) ページ: 237-254
• [雑誌論文] Pioneer-Follower dilemma game in Acanthoscelides obtecus (Coleoptera: Bruchidae). (2009)
  • 著者名/発表者名: Otsuka, Y, and Y. Toquenaga
  • 雑誌名: J. Ethol. 27 ページ: 131-136
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel host shift and invaded range of a seed predator, Acanthoscelidesmacrophthalmus (Coleoptera: Chrysomelidae: Bruchinae) , of aninvasive weed (2009)
  • 著者名/発表者名: 1.Tuda, M., Wu, L.-H., Tateishi, Y., Niyomdham, C., Buranapanichpan S., Morimoto, K., Wu, W. -J., Wang, C. -P., Chen, Z., Zhu, H., Zhang, Y., Murugan, K, Chou, L. -Y., Johnson, C. D.
  • 雑誌名: Leucaena leucocephala. Entomological Science 12(1) ページ: 1-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microarray expression profiling of Arabidopsis thaliana L. in response to allelochemicals identified in buckwheat (2008)
  • 著者名/発表者名: Golisz Malgorzata Anna, Mami Sugano, Yoshiharu Fujii
  • 雑誌名: JOURNAL OF EXIPERIMENTAL BOTANY 59(11) ページ: 3099-3109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tissue culture system for in vitro tuber formation in Equisetum arvense (2008)
  • 著者名/発表者名: Keiko Nakatani and Yoshiharu Fujii
  • 雑誌名: WEED BIOLOGY AND MANAGEMENT 8(3) ページ: 219-223
  • NAID: 10029052496
  • 査読あり
• [雑誌論文] Benefits of repeated mine trackings by a parasitoid of tortuous feeding pattern of a host leafminer. (2008)
  • 著者名/発表者名: 2.Ayabe, Y., Tuda, M., Mochizuki, A.
  • 雑誌名: Animal Behaviour 76(6) ページ: 1795-1803
  • 査読あり
• [雑誌論文] A new species of Bruchidius (Coleoptera: Chrysomelidae: Bruchinae) from Albizia in Northern Thailand and a review of Bruchidius Group 5. (2008)
  • 著者名/発表者名: 3. Tuda, M.
  • 雑誌名: Zoological Science 25(4) ページ: 451-454
  • NAID: 40016159393
  • 査読あり
• [学会発表] 卵のサイズ及び形態の最適化を妨げる母親の資源量と産卵管の制約 (2011)
  • 著者名/発表者名: 柳真一,津田みどり
  • 学会等名: 日本応用動物昆虫学会大会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] マメゾウムシの発育ステージ間における結合水比率の変動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鹿児嶋久美子, 津田みどり, 石橋勇志, 井上眞理
  • 学会等名: 日本応用動物昆虫学会大会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] Partial cytoplasmic incompatibility in Callosobruchus analis (2010)
  • 著者名/発表者名: Y.Toquenaga, N.Kondo
  • 学会等名: Memorial Symposium for the 26th International Prize for Biology
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 2010-12-07
• [学会発表] 植物の一生に及ぼすアレロパシー活性を検定するライフサイクルアセスメント法の開発とDNAマイクロレイによるアレロケミカルの作用の推定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤井義晴,菅野真実,和佐野直也,Anna Golisz,加茂綱嗣,平舘俊太郎
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2010-09-09
• [学会発表] 新大陸産マメゾウムシの多様性は適応放散によってもたらされたのか? (2010)
  • 著者名/発表者名: 加藤俊英,Arturo Bonet,吉武啓,神保宇嗣,伊藤元己,嶋田正和
  • 学会等名: 日本進化学会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2010-08-02
• [学会発表] 被覆植物を用いた植生管理圃場における昆虫相と雑草発生調査 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤井義晴, 野村卓史, 松村雄, 白井洋一, 福島昭, 生方雅男, 平井一男
  • 学会等名: 日本雑草学会
  • 発表場所: AOSSA(福井市)
  • 年月日: 2010-04-10
• [学会発表] スペシャリスト植食性昆虫の多様化は寄主植物の影響を受けるのか? (2010)
  • 著者名/発表者名: 加藤俊英,Arturo Bonet,神保宇嗣,伊藤元己,嶋田正和
  • 学会等名: 日本生態学会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2010-03-17
• [学会発表] スペシャリスト植食性昆虫の多様化は寄主植物の影響を受けるのか? (2010)
  • 著者名/発表者名: 加藤俊英, Arturo Bonet, 神保宇嗣, 伊藤元己, 嶋田正和.
  • 学会等名: 日本生態学会第57回大会
  • 発表場所: 東京大学(駒場キャンパス)
  • 年月日: 2010-03-17
• [学会発表] 勝ち抜き型の共倒れ (2009)
  • 著者名/発表者名: 真野浩行, 石田健太郎, 徳永幸彦
  • 学会等名: 日本動物行動学会第28回大会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2009-11-28
• [学会発表] ヨツモンマメゾウムシにおける戦略的射精と資源獲得競争タイプとの関係 (2009)
  • 著者名/発表者名: 香月雅子,徳永幸彦,宮竹貴久
  • 学会等名: 日本動物行動学会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2009-11-27
• [学会発表] ヨツモンマメゾウムシにおける戦略的射精と資源獲得競争タイプとの関係 (2009)
  • 著者名/発表者名: 香月雅子, 徳永幸彦, 宮竹貴久
  • 学会等名: 日本動物行動学会第28回大会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2009-11-27
• [学会発表] Genetic diversity of Torymus species among islands off Kyushu. (2009)
  • 著者名/発表者名: Tuda M.
  • 学会等名: Japan-Italy International Symposium on Biological Control of Chestnut Gall Wasp
  • 発表場所: 筑波農林研究交流センター
  • 年月日: 2009-11-24
• [学会発表] 分子系統に基づく種子食性昆虫の寄主植物利用パターンの進化的解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 加藤俊英
  • 学会等名: 第63回農業生物資源研究所昆虫自主セミナー
  • 発表場所: 農業生物資源研究所
  • 年月日: 2009-08-28
• [学会発表] 分子系統に基づく種子食性昆虫の寄主植物利用パターンの進化的解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 加藤俊英
  • 学会等名: 第63回農業生物資源研究所昆虫自主セミナー
  • 発表場所: 農業生物資源研究所(つくば市)
  • 年月日: 2009-08-28
• [学会発表] Spatial distribution and functional response of aphid parasitoid, Aphelinus asychis (Hyme (2009)
  • 著者名/発表者名: 1. ByeonY-W, TudaM, Takagi M, Kim J-H, KimY-H
  • 学会等名: 日本応用動物昆虫学会大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] 種子食昆虫による発芽援助:その一般性および種子サイズ・食害度との関係 (2009)
  • 著者名/発表者名: 4.津田みどり,S. Buranapanichpan, Z. Basky
  • 学会等名: 日本生態学会大会
  • 発表場所: 盛岡
  • 年月日: 2009-03-21
• [学会発表] 軍拡競走:コンフリクトと逃げる・追いかける進化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 6.津田みどり、川平清香、山道真人、佐々木顕
  • 学会等名: 個体群生態学会大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-10-18
• [図書] ニセアカシアの生態学 外来樹の歴史・利用・生態とその管理 (2009)
  • 著者名/発表者名: 崎尾均【編】,藤井義晴,石川理恵,浦口晋平,渡辺泉,星野義延
  • 出版者: 文一総合出版
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/shimada-lab/
• [備考]
  • URL: http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/shimada-lab/
• [備考]
  • URL: http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/shimada-lab/
• [備考]
  • URL: http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/shimada-lab/