| 研究課題/領域番号 |
22K19351
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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45:個体レベルから集団レベルの生物学と人類学およびその関連分野
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| 研究機関 | 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構 |
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研究代表者 |
陰山 大輔 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, 上級研究員 (60401212)
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| 研究分担者 |
林 正幸 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 植物防疫研究部門, 主任研究員 (80837609)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | 進化的軍拡競争 / オス殺し / サプレッサー / 雄殺し / スピロプラズマ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
有性生殖する多くの生物種では性比が1:1であり、それは適応的である。ところが節足動物では、細胞質に寄生する細菌が宿主の性比をメスに偏らせる場合がある。我々は、カオマダラクサカゲロウ（宿主）において、共生細菌スピロプラズマによる雄殺しのせいで雌に偏った集団性比が、数年後には、宿主側の雄殺し抵抗性遺伝子が集団内に固定し、集団性比が正常化していることを発見した。更にその後、宿主の持つ雄殺し抵抗性の影響を受けずに雄殺しを引き起こす新規スピロプラズマ株を発見した。この新規株に着目し、比較ゲノム、集団解析、機能解析等を通じて宿主とスピロプラズマで見られる性比を巡るダイナミックな進化的攻防をとらえる。
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| 研究成果の概要 |
有性生殖種の多くは性比1:1だが、節足動物では時おり共生細菌が宿主の性比を雌に偏らせる。カオマダラクサカゲロウでは、スピロプラズマによる雄殺しによって性比が雌に偏っていたが、後に雄殺し抵抗性遺伝子が固定し性比が正常化した。その後、抵抗性遺伝子に関係なく雄殺しを起こす新規スピロプラズマ「ハイパー株」が発見されたが、各集団中にはごく低頻度に留まっている。スピロプラズマ感染率が年々減少していることが福山集団で確認された。ゲノム解析からハイパー株は従来株から派生したことが示された。また、ボルバキアによる細胞質選択的スイープを含め、日本列島におけるカオマダラクサカゲロウ遺伝構造の大枠が明らかとなった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
今まであまり注目されてこなかったが、理論的に予測されていた核と細胞質との間の性比を巡る進化的軍拡競争をリアルタイムで観測するという取り組みは、生物の進化における普遍的ではあるはずだが今まで可視化されてこなかった具体的なモデルケースとなる。また、集団遺伝構造についても新たな発見があり、細胞内共生微生物の重要性を再認識させるものとなった。また天敵昆虫であるクサカゲロウについての新たな側面が明らかになったことから、農業上の応用利用といった文脈においても考慮すべき重要な視点を提供できた。
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