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2021 年度 実績報告書

性的な武器の進化とその制約の遺伝基盤解明

研究課題

研究課題/領域番号 21H02540
配分区分補助金
研究機関東京都立大学

研究代表者

岡田 泰和  東京都立大学, 理学研究科, 准教授 (10638597)

研究分担者 岡田 賢祐  岡山大学, 環境生命科学学域, 准教授 (40550299)
後藤 寛貴  静岡大学, 理学部, 助教 (60737899)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
キーワード性選択形質 / 誇張形質 / 性的二型
研究実績の概要

武器を持つ甲虫であるオオツノコクヌストモドキおよびモモブトハムシにおいて,栄養条件や性,器官ごとに発現変動する遺伝子の探索を高速シーケンスにより 行い,武器形成遺伝子の候補を探索した.オオツノコクヌストモドキについては,性に偏った発現をする23遺伝子について終齢幼虫期にノックダウン解析を行 い,変態過程の改変を試みた.その結果,4つの遺伝子で武器形態への影響を検出でき,メスで多量に発現する遺伝子の中にも武器形態を抑制的に制御する遺伝子 や武器形態に関与するが見つかってきた.また,武器サイズを決める主要な因子の一つと目されるインスリン様ペプチドについて,様々な甲虫種でバイオイン フォマティクス解析を行い,各種が多数のインスリン様ペプチドを持つことを確認し,分子レベルでの多様性を見出した.また,オオツノコクヌストモドキにつ いては,形態のみならず,行動観察実験・活動性の測定を行うことで,インスリン様ペプチドが闘争行動や内部生理状態に影響することが明らかになってきた.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

令和3年12月に都立大理学部内で生じた火災の影響で,実験が半年程度できない状況になったため,研究計画が遅延した.繰越し制度を利用し,次年度,以下のように進捗があったが,全体としてやや遅延が発生している.
オオツノコクヌストモドキについて,ゲノム配列解析や発現遺伝子解析をもとに,性に偏った発現をする23遺伝子についてのノックダウン解析が進み,いくつか の遺伝子が武器形態に関与することを明らかにできた.この成果について,応用動物昆虫学会などで発表し,論文執筆を進めている.また他の甲虫種において も,機能解析をすすめる段階にある.

今後の研究の推進方策

また,武器サイズを決める主要な因子の一つと目されるインスリン様ペプチドについて,様々な甲虫種でバイオインフォマティクス解析を行い,各種が多数のイ ンスリン様ペプチドを持つことを確認できている.今後は様々な甲虫種でノックダウン解析を行い,多様なインスリンの武器形成への寄与の実態を明らかにし, 種間比較を行う.また,オオツノコクヌストモドキについては,インスリンが形態だけでなく行動や生理状態に寄与する可能性が見いだされているため,インス リンの多面的な機能について明らかにしていく.

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Natural selection increases female fitness by reversing the exaggeration of a male sexually selected trait2021

    • 著者名/発表者名
      Okada Kensuke、Katsuki Masako、Sharma Manmohan D.、Kiyose Katsuya、Seko Tomokazu、Okada Yasukazu、Wilson Alastair J.、Hosken David J.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 ページ: 12 3420

    • DOI

      10.1038/s41467-021-23804-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Social Evolution With Decoupling of Multiple Roles of Biogenic Amines Into Different Phenotypes in Hymenoptera2021

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Ken、Okada Yasukazu、Shimoji Hiroyuki、Aonuma Hitoshi、Miura Toru、Tsuji Kazuki
    • 雑誌名

      Frontiers in Ecology and Evolution

      巻: 9 ページ: 9 287

    • DOI

      10.3389/fevo.2021.659160

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Octopaminergic system orchestrates combat and mating behaviors: A potential regulator of alternative male mating tactics in an armed beetle2021

    • 著者名/発表者名
      Kiyose Katsuya、Katsuki Masako、Suzaki Y?、Okada Kensuke、Okada Yasukazu
    • 雑誌名

      Journal of Insect Physiology

      巻: 131 ページ: 104211~104211

    • DOI

      10.1016/j.jinsphys.2021.104211

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sexually selected traits and life history traits of larger and smaller males of the horned flour beetle <i>Gnatocerus cornutus</i>2021

    • 著者名/発表者名
      Kiyose Katsuya、Okada Yasukazu、Katsuki Masako、Suzaki Y?、Okada Kensuke
    • 雑誌名

      Ecological Entomology

      巻: 46 ページ: 807~815

    • DOI

      10.1111/een.13016

    • 査読あり
  • [学会発表] 「性的形質の進化とその生態的波及効果」2021

    • 著者名/発表者名
      岡田泰和
    • 学会等名
      第23回日本進化学会
  • [学会発表] 「性選択形質の進化と表現型可塑性」2021

    • 著者名/発表者名
      岡田泰和
    • 学会等名
      東京都立大学オープンユニバーシティ 高校生のための日本進化学会プレ講座
    • 招待講演
  • [図書] 個性学入門 第二章第8項 集団から見た個性 分担執筆2021

    • 著者名/発表者名
      保前 文高、大隅 典子
    • 総ページ数
      244
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      978-4-254-10295-6

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公開日: 2023-12-25  

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