| 研究課題/領域番号 |
16K07514
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| 研究機関 | 三重大学 |
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研究代表者 |
河村 功一 三重大学, 生物資源学研究科, 教授 (80372035)
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| 研究分担者 |
宮崎 多惠子 三重大学, 生物資源学研究科, 准教授 (60346004)
小林 秀司 岡山理科大学, 理学部, 准教授 (50260154)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 定着成功 / 感覚適応 / 創始者効果 / ゲノム解析 / 局地適応 / 侵略的外来種 / 遺伝的多様性 / 比較解剖 |
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| 研究実績の概要 |
ヌートリアの定着成功における種の特性を適応的観点から明らかにするため、行動生理、比較解剖、分子特性の３点からアプローチを行い、定着成功の要因を探った。
１）行動生理（小林）：聴覚特性を調べるため、設置した二つのスピーカーの内，音の鳴っている方を選ばせる事により、可聴域の測定を行った．その結果，ヌートリアの聴覚は，他の齧歯類とは大きく異なり，比較的低音域に偏る傾向が認められた．次に視覚特性を調べるため、等間隔に設置した10個の電球のうち，光の消えた電球を選ばせる事により、視野の測定を行った．その結果，ヌートリアは体の側方に関しては広い視界を持つものの，正面は全く見えていない可能性が高いことが判った．
２）比較解剖（宮崎）：眼球の光感度の指標を得る目的で眼球径、レンズ径、及び瞳孔径を幼獣と成獣で計測したところ、眼球径とレンズ径は大きくなるのに瞳孔径に差異が認められなかったことから、成長により暗所適応能が向上すると考えられた。成獣の網膜厚さは約95μmとラット、ニワトリ、魚類等脊椎動物の1/2～１/3であり、発達程度は低いと判断された。明所視を担う錐体細胞数はごく少数の存在であったことから、物体の形状や色を識別する能力は低く、また視細胞核数とレンズ径から求めた視力は0.03～0.04であり、昼行生活に不適応な視覚であると考えられた。
３）分子特性（河村）：嗅覚受容体遺伝子の中で最も機能的に重要とされるOR遺伝子についてクローニング解析を行った所、ヌートリアのORに占める偽遺伝子の割合は低く、他の齧歯類に匹敵する嗅覚の発達が伺われた。ヌートリアのORは主にFamily 5と7から構成され、Family 5においてはヌートリア固有のcladeが見られただけでなく、サイトレベルで正の自然選択の存在が明らかとなったことから、ヌートリアの進化に伴う固有の嗅覚の発達の存在が考えられた。
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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
（河村）嗅覚遺伝子を用いた解析により遺伝子レベルでヌートリアの嗅覚適応の実態を高い精度で明らかにする事に成功した。しかしながら、中立遺伝子と機能的遺伝子における集団内の遺伝的多様性の比較まで行う事は出来なかったことから、これについては平成２９年度に行う必要がある。
（宮崎）視覚器の形質計測ならびに網膜組織解析によりヌートリアの視覚機能は他の脊椎動物に比べて極めて低いことを示すことができた。平成29年度は視物質遺伝子の単離、ならびに色覚オプシンとロドプシンの発現比を解析し、網膜組織解析結果を併せ、本種の波長感度特性を総合的に判断する。
（小林）オペラント条件付けおよび馴化脱馴化法による弁別学習を行わせることで，ヌートリアの可聴域や視覚野が実際にどのようなものであるのかが，一定程度明らかになった．しかしながら，ヌートリアは学習能力が高いだけでなく，周囲の環境変化に対してきわめて鋭敏であり，実験者のちょっとした操作の変化にも反応するので，実験を安定したプロセスとして進行することが難しく，十分なデータ量が得られたとはいい難い．さらに実験を進めるとするならば，実験プロセスそのものを再考する必要がある．
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| 今後の研究の推進方策 |
（河村）遺伝子解析においては、ヌートリアの感覚適応において嗅覚とならび重要と考えられる味覚についても機能解析を行う。また、中立遺伝子と機能的遺伝子における集団内の遺伝的多様性の比較を行い、集団適応における創始者効果の影響と局地適応の有無についても解明を試みる。
（宮崎）他のげっ歯類についても視覚器の形質解析と網膜組織解析を行い、本種の視覚機能の発達程度が低いことの根拠を明確にする。視物質遺伝子の単離と発現解析により、色覚の有無を確認するとともに、昼夜のいずれに適した視覚であるかを判断する。
（小林）ヌートリアの行動特性に関する調査においては，ヌートリアの学習能力の高さと鋭敏な感受性をもつと言う性質に対応した実験系，すなわち，弁別プロセスをより簡素化し，被検個体が個体自身のモチベーションとタイミングで応答可能なモノに改める必要がある．したがって，これが可能な味覚の弁別試験を行いたい．
また，ヌートリアの日本定着の経過に関する文献調査に関しては，新たな資料が，戦後，アメリカが収集した民政資料に含まれている可能性があり，調査を行う予定である．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
平成28年度の計画において中立遺伝子と機能的遺伝子を用いて各集団の遺伝的多様性の比較を行う予定であったが、研究の進捗等の理由により平成29年度に行うことにしたため、これに必要とされる経費を繰り越すことにしてある。
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| 次年度使用額の使用計画 |
中立遺伝子（マイクロサテライト）と機能的遺伝子（MHC等）を用いた集団解析において使用する。
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