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2019 年度 実績報告書

植食性昆虫オトシブミによる葉の巻き上げ行動に着目した切れ込み葉の適応進化過程

研究課題

研究課題/領域番号 18J12748
研究機関京都大学

研究代表者

樋口 裕美子  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2020-03-31
キーワード植物ー昆虫相互作用 / 葉形 / ヤマハッカ属 / オトシブミ / 抵抗性 / 行動
研究実績の概要

葉の形が生物間相互作用においてどのように作用しているか明らかにするため、シソ科ヤマハッカ属の葉の形が、産卵の際に葉を複雑に加工する植食性昆虫ムツモンオトシブミの寄主利用に与える影響を調べた。昨年度の研究から、ムツモンオトシブミに対し、ヤマハッカ属の1種ハクサンカメバヒキオコシ(以下ハクサン)の切れ込んだ葉形がメスによる葉の加工を阻害することがわかった。そこで、本年度は葉形による抵抗性機構の詳細とその進化的背景についての知見を得ることを試みた。
まず、メスの加工行動のどの段階で切れ込んだ葉形が忌避されるのか、昨年度に引き続き葉に切れ込みのない同属のクロバナヒキオコシ(以下クロバナ)での加工行動と比較して検討した。メスはどちらの種でも同様に踏査を行ったが、葉の裁断に至る個体の割合はハクサンで低くなった。また、切れ込みを埋める処理をしたハクサンの葉では踏査した全てのメスが葉の裁断に至った。以上より、切れ込んだハクサンの葉形は主に踏査成功率を下げることにより揺籃作成を妨げていることが定量的に確認できた。
次に、ハクサンとクロバナが同所的に生育する複数群落において、両種の揺籃による葉の損失量と地上部の成長特性を比較した。揺籃による葉損失量はハクサンよりクロバナで大きかったが、他の昆虫による総摂食量と比べると少なかった。クロバナはハクサンよりも高い地上部の成長量を示し、揺籃の有無は次月以降のクロバナの葉数に負の影響を及ぼさなかった。以上より、揺籃形成がクロバナの生育に与える影響は限定的であると考えられた。ハクサンの切れ込んだ葉形がオトシブミに対する防衛として進化してきたかは不明だが、クロバナでは高い成長特性が揺籃による葉損失を軽減している一方、成長量の小さいハクサンでは、葉に切れ込みがなければ揺籃による葉損失による影響はクロバナより大きいかもしれない。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2019 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Leaf shape deters plant processing by an herbivorous weevil2019

    • 著者名/発表者名
      Yumiko Higuchi, Atsushi Kawakita
    • 雑誌名

      Nature Plants

      巻: 5 ページ: 959,964

    • DOI

      https://doi.org/10.1038/s41477-019-0505-x

    • 査読あり
  • [学会発表] Leaf lobation acts as a deterrent against a leaf-processing herbivore2019

    • 著者名/発表者名
      Yumiko Higuchi, Atsushi Kawakita
    • 学会等名
      43rd New Phytologist Symposium "Interaction networks and trait evolution"
    • 国際学会
  • [学会発表] 葉を産卵加工する甲虫オトシブミに対する葉の切れ込みによる抵抗性2019

    • 著者名/発表者名
      樋口裕美子, 川北篤
    • 学会等名
      MIMS 現象数理学拠点 共同研究集会, 自然界の多様な形態およびパターン形成―その統合的理解に向けて
  • [備考] 研究成果:葉のかたちがオトシブミの葉の加工を妨げることを発見

    • URL

      http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2019/190903_1.html

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公開日: 2021-01-27  

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