絶対送粉共生と送粉偏利共生の起源と進化

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15370012
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 加藤 真 京都大学, 大学院・人間・環境学研究科, 教授 (80204494)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 酒井 章子 筑波大学, 生物科学系, 講師 (30361306) ; 寺地 徹 京都産業大学, 工学部, 教授 (90202192) ; 曽田 貞滋 京都大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (00192625)
• Keywords: 絶対送粉共生 / トウダイグサ科 / カンコノキ属 / ホソガ科 / 送粉

Research Abstract

カンコノキ属およびその近縁属のさまざまな種を中心に、雌花の形態、植物の系統、送粉様式の確認、胚珠寄生ホソガの送粉/産卵行動・形態・系統の解明をめざし、フィールド調査と室内実験を行なった。まず、カンコノキ属の3種(カンコノキ、ウラジロカンコ、カキバカンコ)で、袋掛け・人工交配などの操作実験をもとに、自殖率、送粉効率、間引き様式などの調査を行なった。これに並行して、カンコハナホソガの生活史、胚珠利用様式、労働寄生者群集とその寄生率などを調査した。また花の匂いの採集と、液体クロマトグラフィーによる匂い物質の分離・同定・定量を行なった。
オオシマコバンノキ属とアマメシバ属の送粉共生について、ラオスの雨緑樹林において調査を行なった。また、マダガスカルに分布しているとされていたカンコノキ属植物Glochidion marojejyenseなど数種について、送粉様式を調査した。その結果、G.marojejyenseはPhyllanthus属に属し、種子寄生性のホソガによって送粉されているらしいことがわかった。
次に、カンコノキ属とその近縁属の核遺伝子および葉緑体遺伝子の塩基配列を読み取り、系統解析を行なった。また、カンコハナホソガとその近縁種群の核遺伝子およびミトコンドリア遺伝子の塩基配列を読み取り、系統解析を行なった。カンコハナホソガの形態、特に交尾器と産卵管を詳細に観察・計測し、得られた系統樹や対応する花の形態と比較しつつ、その進化傾向について分析を加えた。
送粉偏利共生に関しては、チャルメルソウ類で、送粉様式の調査を行なった。一方、これらの送粉者の生活史・生活環を探索し、それらが花とどのような関係にあるのか、種特異性はあるのかどうかを調査した。

Research Products

• [Publications] Kato, M., A.Takimura, A.Kawakita: "An obligate pollination mutualism and reciprocal diversification in the tree genus Glochidion (Euphorbiaceae)"Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States. 100・9. 5264-5267 (2003)
• [Publications] Hata, H., M.Kato: "Demise of monocultural algal forms by exclusion of territorial damselfish"Marine Ecology Progress Series. 263. 159-167 (2003)
• [Publications] Okuyama, Y., M.Kato, T.Murakami: "A new system of pollination by fungus gnats in four Mitella species (Saxifragaceae)"Botanical Journal of Linaean Society. (in press). (2004)
• [Publications] A.Kawakita, M.Kato: "Evolutionary stability of obligate pollination mutualism in New Caledonian Phyllanthus (Euphorbiaceae)"American Journal of Botany. (in press). (2004)