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2018 年度 実績報告書

クローナル生物共存の生態機構解明と遺伝基盤:絶対単為生殖型ミジンコを用いた解析

研究課題

研究課題/領域番号 16H02522
研究機関東北大学

研究代表者

占部 城太郎  東北大学, 生命科学研究科, 教授 (50250163)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード遺伝的多様性 / 種内競争 / ミジンコ / ゲノム生態 / ニッチ分化 / 休眠卵生産 / 多種共存機構 / 湖沼
研究実績の概要

本研究は 、数百~数千年前に日本に侵入したと考えられる絶対単為生殖型ミジンコ(Daphnia pulex)を対象に、異なる遺伝子型集団(クローナル個体群)間のニッチ分化と同所的共存機構を明らかにすること、具体的にはFrozen niche仮説、Strong similarity仮説及ひ本研究て提案する競争回避仮説の妥当性を、野外調査と実験及びゲノム解析を組み合わせて検証することを目的としている。研究にあたっては、(1)野外調査、(2)ニッチ測定、(3) 競争実験、 (4)ゲノムシーケンス解析、(5)遺伝子発現解析を実施した。このうち本年度は、 (2)(5)の生活史形質、形態形質、消化酵素活性及び休眠卵生産能力の比較解析実験を重点的に行った。 なお、実験に用いたクローン(遺伝子型)は、それぞれ独立に日本に侵入したと考えられる4系統(JPN1~4)のいずれかに含まれ、系統内クローンは日本に侵入後に派生したものであることが(4)による前年度までの解析で確認されている。よって本年度の実験から、遺伝的に容易に変化しやすい形質(系統内比較)としにくい形質(系統間比較)を調べることが出来た。その結果、消化酵素活性などいくつかの形質は、比較的容易に変化しやすい遺伝形質であること、さらに休眠卵生産能力も系統間よりは系統内での変異が大きいことが分かった。前年度までの実験で、系統間では競争能力に差があり、複数のD. pulexクローナル個体群個体群の同所的分布はFrozen nich仮説やStrong similarity仮説では説明出来ないことがわかっており、本年度の実験で休眠生産能力は容易に変化しやすく、競争劣位クローンには休眠卵生産能が高いものがいることがわかった。これら結果から、ミジンコクローナル個体群の同所的共存は休眠卵生産による競争回避によって生じている可能性が裏付けられた。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (6件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] The role of spatial and temporal variations in habitat uses and food habits of larvae in persistent occurrence of multiple odonate species in Mizorogaike Pond, Kyoto, Japan.2019

    • 著者名/発表者名
      Yamada, S., R. Tsujino, Y. Takemon, J. Urabe.
    • 雑誌名

      Limnology

      巻: 20 ページ: 181-190

    • DOI

      doi.org/10.1007/s10201-018-0564-0

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rediscovery after almost 120 years: morphological and genetic evidence supporting the validity of Daphnia mitsukuri (Crustacea: Cladocera).2018

    • 著者名/発表者名
      Maruoka, N., H. Ohtsuki, W. Makino, J. Urabe
    • 雑誌名

      Zoological Science

      巻: 35 ページ: 468-475

    • DOI

      doi.org/10.2108/zs170081

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A shady phytoplankton paradox: When phytoplankton increases under low light.2018

    • 著者名/発表者名
      Yamamichi, M., T. Kazama, K. Tokita, I. Katano, H. Doi, T. Yoshida, N Hairstorn Jr., J. Urabe.
    • 雑誌名

      Proceedings of the Royal Society B

      巻: 285 ページ: 20181067

    • DOI

      doi.org/10.1098/rspb.2018.1067

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Understanding the stoichiometric limitation of herbivore growth: the importance of feeding and assimilation flexibilities2018

    • 著者名/発表者名
      Urabe ,J., Y, Shimizu, T. Yamaguchi
    • 雑誌名

      Ecology Letters

      巻: 21 ページ: 197-206

    • DOI

      doi.org/10.1111/ele.12882

    • 査読あり
  • [学会発表] ミジンコの微胞子虫感染率とその致命率は栄養条件に依存するか2019

    • 著者名/発表者名
      乗松大智, 占部城太郎, 大槻朝
    • 学会等名
      日本生態学会第66回全国大会
  • [学会発表] ミジンコの任意共生微生物は垂直伝播しているか?2019

    • 著者名/発表者名
      市毛崚太郎, 張セン, 大槻朝, 占部城太郎
    • 学会等名
      日本生態学会第66回全国大会
  • [学会発表] 生活史形質の分散・共分散からみた外来ミジンコの侵入後の放散と進化2019

    • 著者名/発表者名
      豊田真樹, 田暁飛, 占部城太郎
    • 学会等名
      日本生態学会第66回全国大会
  • [学会発表] 年縞堆積物を用いた過去の植物プランクトン群集構造の復元の試み2018

    • 著者名/発表者名
      木村成子, 大竹裕里恵, 大槻 朝, 占部城太郎, 吉田天士, 左子芳彦, 田辺祥子, 吉田丈人
    • 学会等名
      日本陸水学会 第 83 回大会
  • [学会発表] 湖沼形成期からの富栄養化過程とそれに伴う枝角類群集の長期変動: 年縞堆積物と 生物遺骸を用いた検証2018

    • 著者名/発表者名
      大竹裕里恵, 木村成子, 大槻 朝, 占部城太郎, 吉田天士, 八木明彦, 吉田丈人
    • 学会等名
      日本陸水学会 第 83 回大会
  • [学会発表] 全ゲノム比較解析によるミジンコDaphnia pulex日本集団の遺伝的特徴2018

    • 著者名/発表者名
      大槻 朝, 乗松 大智, 牧野 能士, 牧野 渡, 占部 城太郎
    • 学会等名
      日本分子生物学会 第41回年会
  • [備考] ミツクリミジンコ120年ぶりの発見

    • URL

      https://www.tohoku.ac.jp/japanese/2018/07/press20180725-01-mijinko.html

  • [備考] 浅い湖沼では光が減ると水質が悪化する~湖底の水草と水中の植物プランクトンの予想外な関係が判明~

    • URL

      https://www.tohoku.ac.jp/japanese/2018/07/press20180704-01.html

  • [備考] 不足する栄養を満たす植食者の柔軟な方法-ミジンコを使った実験で解明-

    • URL

      https://www.tohoku.ac.jp/japanese/2017/12/press20171219-01.html

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公開日: 2019-12-27  

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