マメゾウムシ類の寄主シフトによるジェネラリストの派生的進化：毒物質と乾燥種子利用

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23405008
• 応募区分: 海外学術
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 嶋田 正和 東京大学, 大学院情報学環, 教授 (40178950)
• 研究分担者: 藤井 義晴 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (10354101) ; 徳永 幸彦 筑波大学, 生命環境科学研究科(系), 准教授 (90237074) ; 津田 みどり 九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (20294910)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: マメ科 / マメゾウムシ亜科 / 分子系統解析 / 毒性物質 / 乾燥種子への適応 / 系統対応 / カナバニン / クマリン

研究概要

嶋田と加藤と伊藤は、中米産Acanthoscelidina族マメゾウムシ約70種について、mtDNAのsrRNA領域とnDNAのEF1a遺伝子を用いた分子系統解析に基づき、利用植物の進化的な変遷を推定した。近縁なマメゾウムシが近縁な植物を利用する系統保存的なパターンが広範に見られる一方、遊離アミノ酸カナバニンを含むマメ科植物間ではマメゾウムシの寄主シフトが推定された。徳永は、平成25年度はスペインの市場や貯穀倉庫を徹底的に調べ、マメゾウムシ群集を調査した。その結果、ヨツモンマメゾウムシとアズキゾウムシなどの実験個体群を新たに確立できた。これらのマメゾウムシ個体群を用いて、採集された豆と異なる豆で飼育した場合の、競争形質や繁殖行動の変化について実験を行ない、論文を作成中である。津田はアズキゾウムシについて、地理的隔離または利用寄主植物による遺伝的分化と、作物貿易による長距離遺伝子流動を検証した。アジア・アフリカの異なる集団についてmtDNAとnDNA上の遺伝子塩基配列を決定し、遺伝的変異を解析した。mtDNAは広域分布するハプロタイプが存在し、母系系統の広域移動を示唆した。寄主植物による分化はmtDNAとnDNA双方で著しく、特に台湾南部のマメ科草本につく集団で顕著だったが、自然選択や集団の急速な拡張はこの集団では検出されず、長期的隔離による分化と考えられる。藤井は、東南アジアと日本の植物からアレロパシー活性の強い植物約300種を調べ、活性の強い植物についてその成分を分析した。マメ科薬用植物に強い 活性があり、東南アジアで畑の境栽作物として栽培されるマメ科の灌木Gliricidia sepiumに強い活性を見出し、活性成分を調べた結果、クマリンが本体であることが分かった。強い活性を示すケイ皮酸誘導体の作用を調べた結果、オーキシンとは異なる機構で重力屈性に影響を及ぼす可能性を示した。

現在までの達成度 (区分)

理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Transcriptomic evaluation of the enhanced plant growth-inhibitory activity caused by derivatization of cis-cinnamic acid (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Wasano, M. Sugano, K. Nishikawa, K. Okuda, M. Shindo, S.-Y. Park, S. Hiradate, T. Kamo, Y. Fujii
  • 雑誌名: Journal of Plant Research 巻: 39 ページ: 85-90
  • DOI: 10.1584/jpestics.D13-090
  • 査読あり
• [雑誌論文] cis-Cinnamic acid selective suppressors distinct from auxin inhibitors. (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Okuda, K. Nishikawa, H. Fukuda, Y. Fujii, M. Shindo
  • 雑誌名: Chemical and Pharmaceutical Bulletin 巻: 62 ページ: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Allocation trade-offs and life histories: a conceptual and graphical framework. (2014)
  • 著者名/発表者名: Saeki Y, Tuda M, Crowley PH
  • 雑誌名: Oikos 巻: 123 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1111/oik.00956
  • 査読あり
• [雑誌論文] Host shift capability of a specialist seed predator of an invasive plant: roles of competition, population genetics and plant chemistry. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tuda M, Wu L-H, Yamada N, Wang C-P, Wu W-J, Buranapanichpan S, Kagoshima K, Chen Z-Q, Teramoto KK, Kumashiro BR, Heu R
  • 雑誌名: Biological Invasions 巻: 16 ページ: 303-313
  • DOI: 10.1007/s10530-013-0519-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Allelopathic activity of medicinal plants and weeds from Pakistan. (2013)
  • 著者名/発表者名: M.I. Shinwari, M.I. Shinwari and Y. Fujii
  • 雑誌名: Allelopathy Journal 巻: 32 ページ: 223-232
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adaptive egg size plasticity for larval competition and its limits in the seed beetle Callosobruchus chinensis. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yanagi S, Saeki Y, Tuda M
  • 雑誌名: Entomologia Experimentalis et Applicata 巻: 148 ページ: 182-187
  • DOI: 10.1111/eea.12088
  • 査読あり
• [雑誌論文] Larval competition causes the difference in male ejaculate expenditure in Callosobruchus maculatus. (2013)
  • 著者名/発表者名: Katsuki, M., Y. Toquenaga, and T. Miyatake
  • 雑誌名: Population Ecology 巻: 55 ページ: 493-498
  • DOI: 10.1007/s10144-013-0380-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Screening of the growth-inhibitory effects of 168 plant species against lettuce seedlings. (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Takemura, E. Sakuno, T. Kamo, S. Hiradate and Y. Fujii
  • 雑誌名: American Journal of Plant Sciences 巻: 4 ページ: 1095-1104
  • DOI: 10.4236/ajps.2013.45136
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of coumarin as the predominant allelochemical in Gliricidia sepium, a leguminous tree of seasonally dry forests. (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Takemura, T. Kamo, E. Sakuno, S. Hiradate and Y. Fujii
  • 雑誌名: Journal of Tropical Forest Science 巻: 25 ページ: 268-272
  • 査読あり
• [雑誌論文] Global legume diversity assessment: concepts, key indicators, and strategies. (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Yahara, F. Javadi, Y. Onoda, L. P. de Queiroz, D. P. Faith, D. E. Prado, M. Akasaka, T. Kadoya, F. Ishihama, S. Davies, J.W. Ferry Slik, T. Yi, K. Ma, C. Bin, D. Darnaedi, R. T. Pennington, M. Tuda, M. Shimada, M. Ito, A. N. Egan, 他
  • 雑誌名: TAXON 巻: 62 ページ: 249-266
  • 査読あり
• [学会発表] 次世代シーケンサーを用いたヘアリーベッチ若葉で発現する遺伝子群の網羅的解析
  • 著者名/発表者名: 和佐野 直也, 山口 智広, 水谷 哲也, 大松 勉, 片山 幸枝, 藤井 義晴
  • 学会等名: 日本雑草学会第53回講演会
  • 発表場所: 法政大学（東京都小金井市）
• [学会発表] 貯蔵マメ害虫の大陸間・地域間遺伝的分化パターンから推定する地理的隔離・寄主植物利用・人為的要因の効果
  • 著者名/発表者名: 津田 みどり, 鹿児嶋久美子, 徳永幸彦, Arnqvist, Goran
  • 学会等名: 第58回日本応用動物昆虫学会大会
  • 発表場所: 高知大学（高知県高知市）
• [学会発表] 不利に見える形質でも生き残ることができる：雄間競争下での触角節不足個体の繁殖適応度
  • 著者名/発表者名: 福田 一人, 津田 みどり
  • 学会等名: 第58回日本応用動物昆虫学会大会
  • 発表場所: 高知大学（高知県高知市）
• [学会発表] Host species barrier against Wolbachia infection
  • 著者名/発表者名: Y. Uchiumi, Y. Toquenaga, Y. Numajiri, N.I. Kondo
  • 学会等名: 第61回日本生態学会大会
  • 発表場所: 広島国際会議場（広島県広島市）
• [学会発表] Evolution of Reproductive Manipulation
  • 著者名/発表者名: Y. Numajiri, Y. Toquenaga, N.I. Kondo
  • 学会等名: 第61回日本生態学会大会
  • 発表場所: 広島国際会議場（広島県広島市）
• [学会発表] 生態学者的分子手法とBayesianで紐解くWolbachiaの世界
  • 著者名/発表者名: 徳永 幸彦（オーガナイザー）
  • 学会等名: 第61回日本生態学会大会
  • 発表場所: 広島国際会議場（広島県広島市）
• [学会発表] 高CO2濃度下での寄主-寄生蜂系個体群動態と進化的変化
  • 著者名/発表者名: Than Lin Aung, 柳真一, Husein, Deena, 鹿児嶋久美子, 津田 みどり
  • 学会等名: 第61回日本生態学会大会
  • 発表場所: 広島国際会議場（広島県広島市）
• [図書] 外来植物メスキート（アラブのなりわい生態系４） (2013)
  • 著者名/発表者名: 星野仏方（編集）, 縄田浩志（編集）, 藤井義晴, アブドゥルジャッバール・T・バービクル 他
  • 総ページ数: 273
  • 出版者: 臨川書店
• [備考] Shimada-Lab
  • URL: http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/shimada-lab/