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2010 年度 実績報告書

マメ科植物と種子捕食性昆虫における共進化の分子系統解析:毒性物質の効果

研究課題

研究課題/領域番号 20405006
研究機関東京大学

研究代表者

嶋田 正和  東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (40178950)

研究分担者 藤井 義晴  独立行政法人農業環境技術研究所, 生物多様性研究領域, 上席研究員 (10354101)
徳永 幸彦  筑波大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (90237074)
津田 みどり  九州大学, 大学院・農学研究院, 助教 (20294910)
キーワードマメ科 / マメゾウムシ亜科 / 毒性物質 / 分子系統解析 / 広食性 / 狭食性 / 寄主シフト / Wolbachia感染
研究概要

嶋田・伊藤(連携研究者)・加藤(伊藤研・特任研究員)は、メキシコのマメ科Acacia属のマメにつくハムシ科マメゾウムシ亜科Mimosestes属14種の分子系統樹から、進化の方向性を決めるための祖先形質復元の統計解析を行った。その結果、Mimosestes属のうちM.amicusなど4種で狭食性から広食性への進化を確認し、Mol.Phylogenet.Evol.(2010)に掲載された。これは従来からのEhrlich and Raven(1964)の主張した狭食化が進む学説を見直す貴重な報告となった。
藤井Lathurus属、Vicia属、Mucuna属およびPisum属の種子中に含まれる有毒成分の分析を行った結果、カナバニン、ベータシアノアラニン、L-ドーパおよびシアナミド等の非タンパク性アミノ酸が検出された。マメ科被覆植物として有望なクラウンベッチ(Coronilla)などのアレロパシー活性を検定し、種子に含まれる有毒成分の分析を開始した。
徳永は貯穀害虫マメゾウムシとして広食性を示すアカイロマメゾウムシでのWolbachiaの感染パターンについて、4地域系統を調査した。その結果Wolbachiaの感染に系統間で変異があるだけでなく、系統間同士の掛け合わせの際に、不完全細胞質不和合性にも変異があることを明らかにした。
津田は、マメ科3亜科のうち、マメ亜科のみはカナバニンなど毒性物質が多様である。マメゾウムシによるマメ亜科の利用において、細胞内共生菌ボルバキアの感染が寄与する可能性を検証した。旧世界産の15属98種についてWolbachia感染をPCR診断したところ、53%の属、14%の種において感染が発見できた。感染頻度は、地域(アジア、アフリカ、欧州、新世界)、気候(冷温帯、亜熱帯・熱帯)、系統群による偏りはなかったが、宿主となる植物でマメ亜科(19%)の方がネムノキ亜科・ジャケツイバラ亜科(11%)より感染頻度が高く、感染が寄主シフトを促進する可能性を示唆した。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件) 学会発表 (6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Wolbachia infections in world populations of bean beetles (Coleoptera : Chrysomelidae : Bruchinae) infesting cultivated and wild legumes2011

    • 著者名/発表者名
      Kondo, N., M.Tuda, Y.Toquenaga.Y-C.Lan, S.Buranapanichpan, S-B.Horng, M.Shimada, T.Fukatsu
    • 雑誌名

      Zoological Science

      巻: (掲載確定)(in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Contest-type competition between age classes in scramble-type Callosobruchus maculatus (Coleoptera : Bruchidae), Entomological Science2011

    • 著者名/発表者名
      Mano, H., Y.Toquenaga
    • 雑誌名

      Entomological Science

      巻: (掲載確定)(in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evolutionary diversification of bruchine beetles : climate-dependent traits and development associated with pest status.2011

    • 著者名/発表者名
      Tuda, M.
    • 雑誌名

      Bulletin of Entomological Research

      巻: (掲載確定)(in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Egg dispersion is more important than competition type for herbivores attacked by a parasitoid.2011

    • 著者名/発表者名
      Vamosi SM, den Hollander MD, Tuda M.
    • 雑誌名

      Population Ecology

      巻: 53 ページ: 319-326

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evolution of host utilization patterns in the seed beetle genus Mimosestes Bridwell (Coleoptera : Chrysomehdae : Bruchinae).2010

    • 著者名/発表者名
      Kato, T., A.Bonet, H.Yoshitake, J.Romero-Napoles, U.Jinho, M.Ito, M.Shimada
    • 雑誌名

      Molecular phylogenetics and evolution

      巻: 55 ページ: 816-832

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Carbon sources of natural cyanamide in Vicia villosa subsp.varia2010

    • 著者名/発表者名
      T.Kamo, R.Kasahara, S.Abe, M.Hirota, M.Sugano, H.Yamaya, S.Hiradate, Y.Fujii
    • 雑誌名

      Natural Product Research

      巻: 24 ページ: 1637-1642

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microarray analysis of Arabidopsis plants in response to allelochemical L-DOPA2010

    • 著者名/発表者名
      A.Golisz, M.Sugano, S.Hiradate, Y.Fujii
    • 雑誌名

      Planta

      巻: 233 ページ: 231-240

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Contribution of militarine and dactylorhin A to the plant growth-inhibitory activity of a weed-suppressing orchid, Bletilla striata2010

    • 著者名/発表者名
      E.Sakuno, T.Kanio, T.Takemura, H.Ssugie, S.Hiradate, Y.Fujii
    • 雑誌名

      Weed Biology and Management

      巻: 10 ページ: 202-207

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The genetic architecture of metabolic rate : environment specific epistasis between mitochondrial and nuclear genes in an insect.2010

    • 著者名/発表者名
      Arnqvist, G., Dowling, D.K., Eady, P., Gay, L., Tregenza, T., Tuda, M., Hosken, D.J.
    • 雑誌名

      Evolution

      巻: 64 ページ: 3354-3363

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sexual conflict and the gender load : correlated evolution between population fitness and sexual dimorphism in seed beetles.2010

    • 著者名/発表者名
      Arnqvist G., Tuda M.
    • 雑誌名

      Proceedings of the Royal Society B

      巻: 277 ページ: 1345-1352

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interaction effect among maternal environment, maternal investment and progeny genotype on life history traits in Callosobruchus chinensis.2010

    • 著者名/発表者名
      Yanagi S., Tuda M.
    • 雑誌名

      Functional Ecology

      巻: 24 ページ: 383-391

    • 査読あり
  • [学会発表] 卵のサイズ及び形態の最適化を妨げる母親の資源量と産卵管の制約2011

    • 著者名/発表者名
      柳真一,津田みどり
    • 学会等名
      日本応用動物昆虫学会大会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2011-03-28
  • [学会発表] マメゾウムシの発育ステージ間における結合水比率の変動2011

    • 著者名/発表者名
      鹿児嶋久美子, 津田みどり, 石橋勇志, 井上眞理
    • 学会等名
      日本応用動物昆虫学会大会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2011-03-28
  • [学会発表] Partial cytoplasmic incompatibility in Callosobruchus analis2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Toquenaga, N.Kondo
    • 学会等名
      Memorial Symposium for the 26th International Prize for Biology
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2010-12-07
  • [学会発表] 植物の一生に及ぼすアレロパシー活性を検定するライフサイクルアセスメント法の開発とDNAマイクロレイによるアレロケミカルの作用の推定2010

    • 著者名/発表者名
      藤井義晴,菅野真実,和佐野直也,Anna Golisz,加茂綱嗣,平舘俊太郎
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2010-09-09
  • [学会発表] 新大陸産マメゾウムシの多様性は適応放散によってもたらされたのか?2010

    • 著者名/発表者名
      加藤俊英,Arturo Bonet,吉武啓,神保宇嗣,伊藤元己,嶋田正和
    • 学会等名
      日本進化学会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2010-08-02
  • [学会発表] 被覆植物を用いた植生管理圃場における昆虫相と雑草発生調査2010

    • 著者名/発表者名
      藤井義晴, 野村卓史, 松村雄, 白井洋一, 福島昭, 生方雅男, 平井一男
    • 学会等名
      日本雑草学会
    • 発表場所
      AOSSA(福井市)
    • 年月日
      2010-04-10
  • [備考]

    • URL

      http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/shimada-lab/

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公開日: 2012-07-19   更新日: 2014-01-14  

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