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交雑を介した寄主特異性の進化による種分化メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 23K05890
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分45030:多様性生物学および分類学関連
研究機関酪農学園大学

研究代表者

松林 圭  酪農学園大学, 農食環境学群, 講師 (60528256)

研究分担者 阿部 誠  秋田県立大学, 生物資源科学部, 准教授 (70414357)
藤山 直之  山形大学, 理学部, 教授 (90360958)
研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2025年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード種分化 / 二次代謝物質 / 忌避 / 寄主選好性 / 生態的種分化 / 雑種種分化 / 寄主植物 / 寄主特異性 / 忌避物質 / 交雑
研究開始時の研究の概要

寄主植物への適応による種分化は、植食性昆虫の多様化の重要な基盤になっているが、その機構については不明な点が多く、特に利用する寄主植物の幅が狭くなる“特殊化”の遺伝的・生理的機構の解明はほとんど進んでいない。本研究では、ルイヨウボタン専食種であるルイヨウマダラテントウが、同所的に生息する近縁な別種テントウの食草であるアザミの成分に対して強い忌避を示すという最近の発見をキーとして、種分化の核心となるアザミへの忌避に関わる二次代謝物質とテントウムシの遺伝子を解明する。

研究実績の概要

設備の問題で停止していた飼育実験を再開し、ルイヨウボタンや道南および道央のアザミ株の植え付けを行った。忌避に関連する植物の二次代謝物質を検出するために、ミネアザミの葉の抽出物の成分分画を用意した。具体的には濃度の異なるメタノールおよびアセトン抽出物をろ紙に塗布して乾燥させ、ショ糖を添加してこれをルイヨウマダラテントウに摂食させ、摂食痕の面積を比較した。また、道南および道東のルイヨウマダラ集団の摂食調査を行い、これらが基本的にミネアザミに対して選好性を示さないことを確かめた。

現在までの達成度
現在までの達成度

3: やや遅れている

理由

初年度の異動に伴う設備の不足から復旧したが、2年目もその遅れが後を引いて挽回に至らなかった。特にろ紙に抽出物を塗布して行うアッセイ方法は未完成で、さらなる調整が必要である。一方、野外でのミネアザミへの忌避にはテントウ集団間およびアザミの株間で差異のある可能性があり、特に畑の環境に移植したミネアザミは忌避が少なくなる傾向がある。このことから忌避に関わる二次代謝物質が環境依存で生じている可能性を視野に入れて計画を再構築している。

今後の研究の推進方策

予定していた計画を来年度で完遂するのが困難であるため、一年計画を延長する予定である。3年目はろ紙を使ったアッセイ系を完成させて物質を絞り込むほか、野外と畑に移植したアザミ間での比較を行って、環境依存での化学組成の変化が生じているかどうかを検証するとともに、テントウムシ野外集団間で食性がどのように異なるかを具体的に検証する。

報告書

(2件)
  • 2024 実施状況報告書
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2025 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Asymmetric local adaptation to host plants (<i>Cirsium</i> spp.) by the phytophagous ladybird beetle <i>Henosepilachna niponica</i> and its implications2023

    • 著者名/発表者名
      Nakasone Daiki、Matsubayashi Kei W.、Fujiyama Naoyuki
    • 雑誌名

      Entomologia Experimentalis et Applicata

      巻: 172 号: 2 ページ: 145-153

    • DOI

      10.1111/eea.13386

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] SSR-seq解析による東日本太平洋側における海浜植物3種の集団遺伝構造の比較2025

    • 著者名/発表者名
      秋本香奈子, 児玉円, 田中啓介, 甲山哲生, 松林圭, 秋田晋吾, 岩崎貴也
    • 学会等名
      日本生態学会 第72回大会
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] スナムグリヒョウタンゾウムシの人工飼料による累代飼育手法のさらなる検討2025

    • 著者名/発表者名
      荒木祥文, 松林圭, 安藤 俊哉
    • 学会等名
      応用昆虫動物学会 第69回
    • 関連する報告書
      2024 実施状況報告書
  • [学会発表] 人工飼料を用いた、スナムグリヒョウタンゾウムシ(コウチュウ目:ゾウムシ科)の室内累代飼育2023

    • 著者名/発表者名
      荒木祥文、松林圭、安藤俊哉
    • 学会等名
      応用動物昆虫学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 近縁な寄主植物に非対称な局所適応を示す植食性テントウ集団は寄主特異的な集団遺伝構造を示すのか?2023

    • 著者名/発表者名
      中曽根大輝、松林圭、藤山直之
    • 学会等名
      応用動物昆虫学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2025-12-26  

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