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昆虫における幼生生殖のメカニズムおよび適応的意義の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21H02208
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39050:昆虫科学関連
研究機関佐賀大学

研究代表者

徳田 誠  佐賀大学, 農学部, 教授 (60469848)

研究分担者 龍田 勝輔  佐賀大学, 総合分析実験センター, 助教 (00565690)
澤畠 拓夫  近畿大学, 農学部, 准教授 (80709006)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2022年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2021年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
キーワード幼生生殖 / タマバエ / 菌食性 / 繁殖モード転換
研究開始時の研究の概要

菌食性のタマバエの中には、幼虫の体内で 卵巣が発達し、“母幼虫”が子幼虫を産む幼生生殖を示す種がいる。研究代表者らは、幼生生殖タマバエを国内で発見し、その室内実験系を既に確立した。さらに、それらが幼生生殖と完全変態(幼虫期に卵巣は発達せず、蛹・成虫を経て産卵)とを切り替えることも確認した。幼生生殖は増殖効率が並外れて高い繁殖様式であるが、タマバエ科以外ではこれまで甲虫目の1種でしか知られていない極めて特殊な性質である。本研究では、菌食性タマバエにおいて幼生生殖が生じるメカニズムを解明し、なぜ菌食性の一部の種でのみこの特殊な性質が見られるのか、資源利用の観点から適応的意義を解明する。

研究成果の概要

日本国内では、海外産の菌糸由来とみられるきのこ栽培施設内でしか幼生生殖性を示すタマバエは確認されていなかったが、本研究により、国内各地の土着きのこ類から幼生生殖性を示すタマバエを多数発見した。一連の研究から、国内にはMycophila属、Heteropeza属、Leptopsyna属など、少なくとも5属が生息していることを報告した。さらに、多くの系統についてエノキタケ菌糸を用いた累代飼育に成功すると共に、一部の系統で発育増殖特性を明らかにした。また、Mycophila属とHeteropeza属のゲノム解析を実施し、RNA seqにより幼生生殖モードと完全変態モードの際の遺伝子発現を比較した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

幼生生殖とは、幼虫または蛹段階で卵巣が発達し、「母幼虫」または「母蛹」が「子幼虫」を産生するという特殊な繁殖様式であり、昆虫では甲虫目で1種とハエ目タマバエ科の複数種でしか確認されていない。本研究では、これまで国内の自然生態系から未確認であった幼生生殖のタマバエを多数発見し、それらの室内累代飼育系を確立するとともに、ゲノム解析や遺伝子発現解析を実施した。一連の研究により、昆虫における資源利用様式や繁殖様式の進化過程や生物の多様化に関する洞察が得られた。また、幼生生殖タマバエの一部は重要なきのこ害虫であり、その生態の解明は、防除技術の確立にも貢献する研究内容である。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] 国内の自然環境において腐朽木および腐朽枝から見出された幼生生殖タマバエ(ハエ目:タマバエ科)2023

    • 著者名/発表者名
      古川晶啓・澤畠拓夫・尾崎一天・Ayman K. Elsayed・湯川淳一・徳田 誠
    • 雑誌名

      日本応用動物昆虫学会誌

      巻: 67 号: 2 ページ: 47-52

    • DOI

      10.1303/jjaez.2023.47

    • ISSN
      0021-4914, 1347-6068
    • 年月日
      2023-05-25
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 野外から採集した菌食性幼生生殖タマバエの室内累代飼育,および温度が<i>Mycophila</i>属の一種の幼生生殖期の発育に及ぼす影響2023

    • 著者名/発表者名
      古川晶啓・澤畠拓夫・徳田 誠
    • 雑誌名

      日本応用動物昆虫学会誌

      巻: 67 号: 2 ページ: 57-61

    • DOI

      10.1303/jjaez.2023.57

    • ISSN
      0021-4914, 1347-6068
    • 年月日
      2023-05-25
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Discovery of the gall midge Schizomyia castanopsisae (Diptera: Cecidomyiidae) inducing inflorescence galls on Castanopsis sieboldii (Fagaceae) from Honshu, Japan and the possibility of its recent range expansion2023

    • 著者名/発表者名
      Tokuda Makoto、So Yoshifumi、Kotaka Nobuhiko
    • 雑誌名

      Applied Entomology and Zoology

      巻: 58 号: 4 ページ: 315-322

    • DOI

      10.1007/s13355-023-00834-9

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 佐賀県初記録のニッポンサシチョウバエ2023

    • 著者名/発表者名
      古川晶啓・三條場千寿・日南 瑶・徳田 誠
    • 雑誌名

      Pulex

      巻: 102 ページ: 979-979

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hundreds of billions of silent outbreaks: A historic outbreak record of the gall midge <i>Schizomyia castanopsisae</i> (Diptera: Cecidomyiidae) on the Izu Islands, Tokyo, Japan, and its potential mechanism2022

    • 著者名/発表者名
      Tokuda Makoto、Kawauchi Kota、Matsuda Hiroki、Naito Akinori、So Yoshifumi、Elsayed Ayman Khamis、Kikuchi Takeshi、Kotaka Nobuhiko
    • 雑誌名

      Entomological Science

      巻: 25 号: 4

    • DOI

      10.1111/ens.12524

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 幼生生殖タマバエの野外における利用資源2024

    • 著者名/発表者名
      尾﨑一天・古川晶啓・澤畠拓夫・葛西 弘・矢野文士・徳田 誠
    • 学会等名
      日本昆虫学会第84回大会・第68回日本応用動物昆虫学会大会合同大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 幼生生殖タマバエの自然条件下における生態の解明2024

    • 著者名/発表者名
      矢野文士・古川晶啓・Ayman Elsayed・尾﨑一天・澤畠拓夫・徳田 誠
    • 学会等名
      日本昆虫学会第84回大会・第68回日本応用動物昆虫学会大会合同大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 伊豆諸島北部および伊豆半島のスダジイタマバエ:10年間の密度変化2024

    • 著者名/発表者名
      徳田 誠
    • 学会等名
      日本昆虫学会第84回大会・第68回日本応用動物昆虫学会大会合同大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 日本で確認された菌食性幼生生殖タマバエの同定および分布2023

    • 著者名/発表者名
      矢野文士・古川晶啓・日南 遥・尾﨑一天・澤畠拓夫・徳田 誠
    • 学会等名
      動物・植物・生態三学会九州地区合同熊本大会2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 日本産幼生生殖タマバエの野外における生態~利用資源の探索~2023

    • 著者名/発表者名
      尾﨑一天・澤畠拓夫・葛西 弘・古川晶啓・矢野文士・徳田 誠
    • 学会等名
      第45回日本土壌動物学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Discovery of paedogenetic gall midges (Diptera: Cecidomyiidae) from decayed wood and branches in natural environments in Japan and their laboratory rearing techniques2023

    • 著者名/発表者名
      Tokuda, M., Furukawa, A., Sawahata, T., Osaki, K., Elsayed, A. K. and Yukawa, J.
    • 学会等名
      ICDX (10th International Congress of Dipterology)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Historic outbreaks of the gall midge Schizomyia castanopsisae (Diptera: Cecidomyiidae) in Japan: potential mechanism and recent range expansion.2023

    • 著者名/発表者名
      Tokuda, M.
    • 学会等名
      8th International Plant Gall Symposium 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Diversity and distribution of paedogenetic gall midges associated with decayed woods in Japan.2023

    • 著者名/発表者名
      矢野文士・古川晶啓・Elsayed Ayman・尾﨑一天・澤畠拓夫・徳田 誠
    • 学会等名
      日本昆虫学会第83回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 日本産幼生生殖タマバエ幼虫の形態的特徴による分類2023

    • 著者名/発表者名
      尾﨑一天・古川晶啓・澤畠拓夫・葛西 弘・湯川淳一・Ayman K. Elsayed・徳田 誠
    • 学会等名
      第67回日本応用動物昆虫学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 成虫形態に基づく日本産幼生生殖タマバエ(ハエ目:タマバエ科:Aprionini族,Heteropezini族)の分類学的研究2023

    • 著者名/発表者名
      古川晶啓・尾﨑一天・澤畠拓夫・Ayman K. Elsayed・湯川淳一・徳田 誠
    • 学会等名
      第67回日本応用動物昆虫学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 国内の土着きのこ類の菌糸体から確認されたHeteropeza 属幼生生殖タマバエの同定および生態特性2022

    • 著者名/発表者名
      佐々木麻衣・古川晶啓・澤畠拓夫・尾崎一天・Ayman K. Elsayed・徳田 誠
    • 学会等名
      植物・動物・生態三学会九州地区合同佐賀大会2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 日本産幼生生殖タマバエの幼虫の形態的特徴等を用いたタイプ分け2022

    • 著者名/発表者名
      尾﨑一天・古川晶啓・澤畠拓夫・湯川淳一・Ayman K. Elsayed・徳田 誠
    • 学会等名
      第34回環境動物昆虫学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] マレーズトラップによるタマバエ類の捕獲消長:佐賀県の森林と開放地での比較(予報)2022

    • 著者名/発表者名
      日南 瑶・古川晶啓・Ayman K. Elsayed・徳田 誠
    • 学会等名
      2022年度九州・沖縄昆虫研究会大会・日本鱗翅学会九州支部合同大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 国内土着キノコ類の菌糸体から確認されたMycophila属幼生生殖タマバエの分類学的地位2021

    • 著者名/発表者名
      古川晶啓・澤畠拓夫・尾崎一天・湯川淳一・Ayman K. Elsayed・徳田 誠
    • 学会等名
      第5回九州・沖縄昆虫研究会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 国内土着きのこの菌糸体から確認された幼生生殖タマバエ:分類学的地位と生態的特徴2021

    • 著者名/発表者名
      徳田 誠・古川晶啓・澤畠拓夫・尾崎一天・Ayman K. Elsayed・湯川淳一
    • 学会等名
      日本応用動物昆虫学会第66回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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