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2018 年度 実績報告書

ヘビ類における新奇な防御器官の進化:頸腺の発生学的起源と餌毒利用の推移過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17H03719
研究機関京都大学

研究代表者

森 哲  京都大学, 理学研究科, 准教授 (80271005)

研究分担者 森 直樹  京都大学, 農学研究科, 教授 (30293913)
土岐田 昌和  東邦大学, 理学部, 講師 (80422921)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード防御システム / 餌毒利用 / ヘビ / 形態発生
研究実績の概要

中国には6月と9月に渡航し、イツウロコヤマカガシが、ブファジエノライドを持つマドボタル亜科の種と持たないホタル亜科の種を区別して捕食するかどうかを検証するための嗜好性特定実験を行い、前者のみを選好して捕食することを明らかにした。また、イツウロコヤマカガシが、ヒキガエル類とホタル類が共通に持つブファジエノライドを手がかりとして餌認知しているかどうかを実験的に確かめたが、これを支持する結果は得られなかった。野外調査は四川省と雲南省で行い、レオナルドヤマカガシを捕獲し、胃内容物からPyrocoelia属のホタルを初めて検出した。さらに、雲南省ではDiaphanes属のホタルの採集にも成功し、本ホタルがブファジエノライドを持つことを化学分析により確認した。
頸腺の胚発生の分析においては、ステージ32のヤマカガシ胚、ならびに同ステージのシマヘビ胚およびマムシ胚の頸部組織で発現する遺伝子をRNA-seq法を用いて網羅的に比較し、ヤマカガシ胚の頸部のみで強く発現する遺伝子を40個ほど特定した。そのうち、頸腺の形成に関与していると予想されたCADM1、NGFR、PDGFRA、AZIN2の4つについて、ヤマカガシより配列断片を単離し、in situハイブリダイゼーションによるmRNAの発現解析を行ったが、組織標本の状態や染色プロトコールが十分でなかったことから、mRNAの局在を確認することができなかった。
計画ではインドネシアにも渡航して、Macropisthodon属の種の頸腺の形態観察と頸腺成分の分析を行う予定であったが、調査許可取得の事務的手続きに時間がかかっており、実行はできなかった。しかしながら、インドネシアの共同研究者が単独でボゴール博物館に収蔵されている標本を用いて関連種の頸腺形態の観察を行い、11月には来日して、日本爬虫両棲類学会大会で成果を発表した。

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

一部の対象種の採集は遅れているものの、だいたい計画通りに進んでいる。

今後の研究の推進方策

昨年度の調査により、イツウロコヤマカガシが野外で捕食していることが判明しているDiaphanes属のホタルを中国で採集することができたが、化学分析のためには個体数がさらに必要であるため、引き続き採集と分析を行う。一方、イツウロコヤマカガシが、ブファジエノライドを持つマドボタル亜科の種を他のホタル類から識別して選食することが昨年度の実験で示された。そこで、今後は本種がホタルの識別の際の手がかりとしている匂い物質の特定を行うために嗜好性実験ならびに化学物質の分析を行う。
頸腺の発生学的分析では、今後、発現解析の条件検討を進め、ヘビ胚頸部における上記の遺伝子の発現パターンを高い精度で記述することをめざす。同時に、頸部よりも後方の体幹部の組織をRNA-seq法による比較トランスクリプトーム解析に加えることで、ヤマカガシ胚の頸部で特異的に発現する遺伝子をより高い精度で特定する。
食性および頸腺形態の進化過程の解明においては、引き続きインドネシアと中国に分布する種に重点をおきつつ、可能であればスリランカにも渡航する。特に、Macropisthodon属の種の採集に力を入れるためにインドネシアでの調査を円滑に進められるよう調査許可取得を完了し、頸腺毒の化学分析と頸腺の詳細な形態観察を実施する。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件)

  • [国際共同研究] 成都生物研究所/楽山師範大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      成都生物研究所/楽山師範大学
  • [国際共同研究] ボゴール動物学博物館(インドネシア)

    • 国名
      インドネシア
    • 外国機関名
      ボゴール動物学博物館
  • [国際共同研究] ユタ州立大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      ユタ州立大学
  • [国際共同研究] スリ・ジャヤワルデネプラ大学(スリランカ)

    • 国名
      スリランカ
    • 外国機関名
      スリ・ジャヤワルデネプラ大学
  • [国際共同研究] サラワク大学(マレーシア)

    • 国名
      マレーシア
    • 外国機関名
      サラワク大学
  • [雑誌論文] Evolution of nuchal glands, unusual defensive organs of Asian natricine snakes (Serpentes: Colubridae), inferred from a molecular phylogeny2019

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi, H., A. H. Savitzky, L. Ding, A. de Silva, I. Das, T. T. Nguyen, T.-S. Tsai, T. Jono, G.-X. Zhu, D. Mahaulpatha, Y. Tang, and A. Mori
    • 雑誌名

      Ecology and Evolution

      巻: 8 ページ: 10219-10232

    • DOI

      10.1002/ece3.4497

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 中国産ヤマカガシ類は毒を持つホタルを選択的に捕食するのか?2019

    • 著者名/発表者名
      福田将矢・森哲・Chen Qin
    • 学会等名
      日本動物行動学会第37回大会
  • [学会発表] A study of Rhabdophis in Indonesia: an effort to identify presence of the Nuchal Gland2019

    • 著者名/発表者名
      Syahfitri Anita, Amir Hamidy, Misbahul Munir, Akira Mori
    • 学会等名
      日本爬虫両棲類学会第57回大会
  • [学会発表] ヤマカガシ属ヘビ Rhabdophis pentasupralabialis が頸腺に蓄積するステロイド毒の由来2019

    • 著者名/発表者名
      氏家里奈子・吉田達哉・竹内寛彦・城野哲平・Qin Chen・Li Ding・Yezhong Tang・Tsai Tein-Shun・Cao Chengquan・Alan Savitzky・森哲・森直樹
    • 学会等名
      日本爬虫両棲類学会第57回大会
  • [学会発表] 中国産ヤマカガシ類は毒を持つホタルを選択的に捕食するのか?2019

    • 著者名/発表者名
      福田将矢・森哲・Chen Qin
    • 学会等名
      日本爬虫両棲類学会第57回大会
  • [学会発表] ヤマカガシ属ヘビ Rhabdophis pentasupralabialis が蓄積する毒性ステロイド bufadienolide の由来2019

    • 著者名/発表者名
      氏家 里奈子、竹内 寛彦、城野 哲平、チェン チン、ディン リー、タン イェチョン、ツァイ テインシュン、ツァオ チェンチャン、アラン サビツキー、油屋 駿介、青木 航、吉永 直子、森 哲、森 直樹
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
  • [学会発表] ヒキガエルが持つステロイド毒 bufadienolide 類の化学分析2019

    • 著者名/発表者名
      井上 貴斗、氏家 里奈子、吉永 直子、森 哲、森 直樹
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会

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公開日: 2019-12-27  

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