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比較ゲノミクスと進化発生学から紐解く機械的生殖隔離の強化と種分化

研究課題

研究課題/領域番号 21H02566
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
研究機関神戸大学

研究代表者

高見 泰興  神戸大学, 人間発達環境学研究科, 教授 (60432358)

研究分担者 小笠原 道生  千葉大学, 大学院理学研究院, 准教授 (00343088)
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
12,610千円 (直接経費: 9,700千円、間接経費: 2,910千円)
2023年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
キーワードエボデボ / 交尾器 / 種分化 / 生殖隔離 / 交尾器形態 / 形質置換
研究開始時の研究の概要

本研究は,交尾器形態の違いが機械的生殖隔離をもたらすオオオサムシ類について,種分化過程における交尾器形態とゲノムの分化機構と,形態の遺伝発生学的基盤を明らかにすることを目的とする.種間交雑に伴う形態とゲノムの分化機構を解明するために,分布を接する近縁種を対象に,行動実験によって交尾器形態の形質置換をもたらした自然淘汰を定量するとともに,集団ゲノミクス解析 により,自然淘汰と遺伝子流動の影響下にあるゲノムの分化動態を解明する.また,マイクロCTとin situ hybridizationを用いた形態形成・遺伝子発現解析により,交尾器形態の発生過程と,形態の種間差に関わる遺伝的背景を解明する.

研究成果の概要

雌雄交尾器形態に生殖的形質置換が見出されているイワワキオサムシとマヤサンオサムシについて,種間交尾実験により,生殖的形質置換に関わる強化自然淘汰を検出した.また,交尾器形態分化の背景にあるゲノム分化の解析のため,合計25個体のゲノムリシーケンスデータを取得し,解析を進めつつある.
マヤサンに近縁で巨大な交尾器を持つドウキョウオサムシについて,マイクロCTにより雌雄交尾器形態の形成過程を解明した.また,形態測定と統計解析により,交尾器の巨大化に関わる制約を検討した.交尾器形態の発生過程に関わる遺伝子発現を解析するための,in situ hybridizationのプロトコルを完成させた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は,生物多様性を創出する根源的過程である種分化に関わる,交尾器形態の分化,多様化の進化機構と,その背景にある遺伝発生学的基盤を明らかにしようとするものである.材料であるオサムシは昆虫の中でも進化生態学的研究が進んでおり,一般にも良く知られている生物であるため,このような対象についての新たな知見は,社会全体の生物に対する知的好奇心を高め,自然環境に対する認識や理解を涵養することにつながると期待される.

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

    (9件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Functional, genetic, and structural constraints on the exaggeration and diversification of male genital morphology in <i>Ohomopterus</i> ground beetles2023

    • 著者名/発表者名
      Terada Karen、Takahashi Sougo、Takami Yasuoki
    • 雑誌名

      Entomological Science

      巻: 26 号: 1

    • DOI

      10.1111/ens.12538

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relationships between reproductive character displacement in genital morphology and the population-level cost of interspecific mating: implications for the Templeton effect2023

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Taira、Terada Karen、Xia Tian、Takami Yasuoki
    • 雑誌名

      Biological Journal of the Linnean Society

      巻: 138 号: 1 ページ: 14-26

    • DOI

      10.1093/biolinnean/blac126

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Reproductive isolation via divergent genital morphology due to cascade reinforcement in <i>Ohomopterus</i> ground beetles2022

    • 著者名/発表者名
      Xia Tian、Nishimura Taira、Nagata Nobuaki、Kubota Kohei、Sota Teiji、Takami Yasuoki
    • 雑誌名

      Journal of Evolutionary Biology

      巻: 36 号: 1 ページ: 169-182

    • DOI

      10.1111/jeb.14116

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Reproductive Character Displacement in Genital Morphology in <i>Ohomopterus</i> Ground Beetles2022

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Taira、Nagata Nobuaki、Terada Karen、Xia Tian、Kubota Kohei、Sota Teiji、Takami Yasuoki
    • 雑誌名

      The American Naturalist

      巻: 199 号: 3 ページ: E76-E90

    • DOI

      10.1086/717864

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 交尾器形態の生殖的形質置換:壊れにくく異種を識別しやすい柔らかい雄交尾器の進化2024

    • 著者名/発表者名
      西村太良, 寺田夏蓮, 井上真理, 高見泰興
    • 学会等名
      日本生態学会第71回全国大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] オオオサムシ亜属における交尾器の巨大化に関わる進化発生学的要因2024

    • 著者名/発表者名
      古本知奈美, 寺田夏蓮, 高見泰興
    • 学会等名
      日本生態学会第71回全国大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 生殖的形質置換に伴う雄交尾器の柔らかさの進化2022

    • 著者名/発表者名
      西村太良, 高見泰興, 井上真理
    • 学会等名
      日本生態学会第69回全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 雄交尾器の巨大化に伴うボディーパーツ間の相関構造の変化2022

    • 著者名/発表者名
      寺田夏蓮, 高橋颯吾, 高見泰興
    • 学会等名
      日本生態学会第69回全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 性的対立をもたらす交尾器形態が野生個体群動態と分布域形成におよぼすインパクト2021

    • 著者名/発表者名
      高見泰興
    • 学会等名
      日本進化学会第23回大会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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