| 研究課題/領域番号 |
21K19116
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分39:生産環境農学およびその関連分野
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| 研究機関 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
宮竹 貴久 岡山大学, 環境生命科学学域, 教授 (80332790)
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| 研究分担者 |
安井 行雄 香川大学, 農学部, 准教授 (30325328)
日室 千尋 琉球大学, 農学部, 協力研究員 (60726016)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2023年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 不妊虫放飼法 / 外来生物 / 抵抗性 / 乱婚性 / モデル検証 / コクヌストモドキ / アリモドキゾウムシ / 対抗進化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年の外来侵入種の現状を考えると、環境に優しい害虫根絶法の開発とその問題点の解明は必須である。農薬に抵抗性があるように、不妊オスを野外に放飼して害虫個体群を根絶させる手法（以後、不妊化法と呼ぶ）にも抵抗性が生じる可能性が指摘されている。しかし、そのメカニズムの解明は世界のだれも行ってこなかった。本研究課題では、累代飼育が容易でゲノムもすべて解読されているモデル甲虫であるコクヌストモドキを材料として、不妊オスにさらされた害虫のメスでは、①不妊オスを識別する抵抗性メスが進化する可能性と、②不妊オスを識別しないかわりに乱婚性の多オス交尾メスが出現する可能性を検証する。
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| 研究実績の概要 |
当該年度は、確立したコクヌストモドキの不妊化技術を駆使して、以下の実験進化を実施した。不妊オス集団中に、不妊雄など雌にとってのハズレ雄が含まれる時、もし雌がそれを識別できるなら、雌はハズレ雄との交尾もしくはハズレ雄の精子を用いた受精を回避すると推測できる。一方で、雌がハズレ雄を識別できない場合には、多雄交尾を行う雌が繁殖失敗のリスクを低減し、適応度の減少を防ぐことができるため、雌の交尾頻度が上昇するかもしれない。本研究では、コクヌストモドキを用いて、放射線照射によって人工的に不妊化した雄を含ませた集団で当該年度は、新たに16世代に渡って累代飼育する実験進化の手法によって雌の進化的応答を調査した。その結果、処理系統の雌を１回目に正常の雄、２回目に不妊雄と交尾させたときの、雌の産んだ卵の孵化率と、対照系統の雌を１回目に正常の雄、２回目に不妊雄と交尾させたときの、雌の産んだ卵の孵化率との間に差は見られなかった。このことは、本種の雌は、不妊雄と同居させて世代を重ねた雌が不妊雄の精子を避けるように進化したことを示している。これは隠れた雌による実験的な進化を世界で初めて実証したのみにとどまらず、不妊化法においても野生雌が不妊雄の精子を選別する進化を引き起こす可能性を示唆しているため、不妊化法の応用においても重要な可能性を示唆したものである。また実験室で得られた進化実験の結果が、野外で実際に不妊化法が実施されてる現場でも同様の反応が見られるのかについて、今年度は喜界島の野生虫を入手する段取りを整えた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
進化実験を15世代にわたって実施したところ、今回の実験設定では不妊雄に抵抗性を持ったメスは進化せず、乱婚性の雌が進化した。さらに当初の計画以上に進展したことに、不妊雄と同居させたメスでは、交尾後の性選択（メスによる隠れた選択）も進化していることが実証された。今回の実験設定では、精子を選別するメスの能力ではなく、隠れた性選択の進化を支持する結果である。この結果が野外で実際に不妊雄放飼法が実施されていおるアリモドキゾウムシ等でも生じているか、実験を検討中である。
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| 今後の研究の推進方策 |
不妊雄と同居させた実験区の雌の生活史形質に起きた間接反応について調査をすすめる。さらに実際に不妊化法が実施されている南西諸島のアリモドキゾウムシ個体群を入手し、不妊化法が続いている地域の野生雌では、隠れた性選択、乱婚性の進化等が生じているのか検証する。
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