| 研究課題/領域番号 |
15370014
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
生態・環境
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| 研究機関 | 東京薬科大学 |
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研究代表者 |
東浦 康友 東京薬科大学, 生命科学学部, 教授 (60322492)
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| 研究分担者 |
山形 秀夫 東京薬科大学, 生命科学学部, 教授 (20023468)
石原 通雄 兵庫医科大学, 生物学研究室, 助教授 (50068491)
原 秀穂 北海道立林業試験場, 森林保護部, 主任研究員 (40414271)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2005
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| キーワード | ミトコンドリアDNA / Goldschmidt / 性決定理論 / Male-killing / マイマイガ / 石狩低地帯 / Hybridization / DMドメイン |
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| 研究概要 |
北海道美唄市で発見した、卵の孵化率が約50%で子が雌のみの性比異常雌(以下では単性雌と呼ぶ)は本州型のミトコンドリアDNA(mtDNA)であり、性比1:1で子を残す両性雌(北海道型mtDNA)とは約2%も塩基配列が異なっていた。また、細胞内共生細菌の存在は確認できなかったことから、マイマイガの単性雌は亜種間交雑による生殖隔離の一種であると考えられた。Goldschmidt(1934)の性決定理論にある亜種間交配の追試として、青森の雌(本州型mtDNA)と北海道雄(北海道型mtDNA)のF1雌に北海道雄を戻し交配したところ子はすべて雌ばかりになり単性雌を創出することに成功した。また、北海道美唄市の性比異常雌を青森の雄と交配したところ子の性比は1:1となり、正常雌に復帰した。性比異常雌が亜種間交配起源であることを強く示唆する。
この性比異常雌の起源を探るため北海道でマイマイガを採集しmtDNAハプロタイプを分析したところ、本州型mtDNAハプロタイプは北海道の西部に分布しており、北海道型mtDNAハプロタイプは東部に分布していた。両ハプロタイプは石狩低地帯で接触しており、単性雌が高頻度で観察された。札幌市南区小金湯と勇払郡早来町に調査地を設置して単性雌の頻度と両ハプロタイプの頻度を調べた。両調査地とも本州型mtDNAハプロタイプの単性雌は約50%であったが、両性雌のハプロタイプは本州型がやや増加していた。これら混生地帯では両ハプロタイプの成虫の出現時期に差はなく、相互に交配が可能だと推測された。
計算機シミュレーションによる両型の変動予測では、北海道型が85.1%以下になると10世代ほどで本州型に駆逐されてしまうことがわかった。北海道型がこれ以上でも本州型は単性雌として存続可能であった。これは石狩低地帯の状況をよく説明している。
雄の子が死んで雌の子ばかりとなる機構を探るため、雌雄差を決定するとされているDM遺伝子に着目し、マイマイガにおける相同遺伝子を単離し、単性雌の胚と両性雌の胚とで発生過程における発現量の解析を行った。
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