2017 Fiscal Year Annual Research Report
ヤノクチナガオオアブラムシの共生アリ種に対する化学物質を介した地域適応の検証
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16J09182
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
山本 哲也 信州大学, 総合工学系研究科, 特別研究員(DC1)
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2016-04-22 – 2019-03-31
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| Keywords | 進化生態学 / 相利共生 / アブラムシ / アリ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
同じ相互作用系であっても必ずしも特定の種同士で営まれるわけではない。そのため、相互作用する種が変化すると異なる選択圧が生じる。そこで、クチナガオオアブラムシ-アリ相互共生系における種の組み合わせが異なる適応を導くかどうかを、アリ種が他者認識に利用していると考えられている体表炭化水素に着目して研究を進めている。本年度は、ヤノクチナガオオアブラムシの共生アリ種が、どのように決定されているか調査した。その結果、関東地方の共生アリ種は関東地方に優占するアリ種であったのに対し、中部地方の共生アリ種は地域の優占アリ種ではなかった。このことは、ヤノクチナガオオアブラムシが共生アリ種から受ける選択圧が地理的に異なることを示唆している。
次に共生アリ種が、異なるクチナガオオアブラムシ種に対して異なる選択圧を与えるか検証した。そのために、クロクサアリと共生する頻度が異なっているアブラムシ2種（ヤノクチナガオオアブラムシ、ブナクチナガオオアブラムシ）をクロクサアリに提示した。その結果、クロクサアリと頻繁に共生する種（ヤノクチナガオオアブラムシ）はほとんど攻撃されず、共生頻度の低い種（ブナクチナガオオアブラムシ）は高い確率で攻撃、捕食された。さらに、これらの2種の体表炭化水素が異なることも明らかにできた。したがって、これらの結果は、クロクサアリが共生するアブラムシをその体表炭化水素によって判別し、体表炭化水素の組成に対して選択圧となることを示唆している。
アリとの共生関係の構築、維持において重要であると考えられているアブラムシの甘露の成分について、糖選好性の異なるアリ種と共生する地域ごとにアブラムシの甘露および寄主植物の篩管液の採集を行い、成分の分析を行う準備が整った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度の調査において、信州地方のヤノクチナガオオアブラムシの共生アリ種組成が本地域に分布するアリの種組成を反映していないことを明らかにした。このことは、相互作用系を構築する生物種の構成が偶然によって決まっていないことを示しており、クチナガオオアブラムシ-アリ種間の相互作用の強さに地域間で差が存在することを強く示唆するものである。
さらに、異なる体表炭化水素をもつアブラムシに対し、クロクサアリが異なる攻撃性を示すことを明らかにした。このことは、これまでに地域間で異なる体表炭化水素をもつことが明らかになっているヤノクチナガオオアブラムシに対し、共生アリ種（特にクロクサアリ）が異なる淘汰圧を与えた結果、その体表炭化水素に違いが生じたことを示唆するものである。
本年度の調査において得られた知見は、クチナガオオアブラムシ種の地域適応を明らかにするうえで必須の情報である特定のアリ種が異なる体表炭化水素をもつアブラムシ種に対して選択圧となることを検証できたといえる。そのため、本研究はおおむね順調に進展していると評価できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの成果によって、同種のアブラムシであってもアリとの相互作用に重要だと考えられる体表炭化水素の組成が異なること、アブラムシのもつ体表炭化水素がアリのアブラムシに対する攻撃性の違いを生じさせることが明らかになった。来年度は、アブラムシの体表炭化水素の変異が、共生アリ種との相互作用に影響することを明らかにすることを目的とする。そこで、異なる組成をもつアブラムシ由来の体表炭化水素をアリに提示し、アリの行動を観察する。
また、アブラムシがアリとの共生関係を維持するうえで重要であると予測されるアブラムシが排泄する甘露の糖組成が、地域ごとにその地域で優占する共生アリ種が好む糖組成であることを明らかにする。サンプルの採集はすでに終えたため、来年度は高速液体クロマトグラフィーを用いた分析と解析を行う。
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