植物と送粉者の種特異性における化合物のブレンドとキラリティーの役割

化合物混合和手性在植物和传粉媒介物种特异性中的作用

基本信息

批准号：
21H02562
负责人：
岡本朋子
金额：
$ 10.65万
依托单位：
Gifu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

特定の昆虫により花粉が運ばれる植物種が多く存在し、それらは花の匂いで送粉者を誘引する。特異的な送粉者の誘引機構の解明は、植物の種分化機構の解明につながるため、進化・化学生態学的に長く議論されてきたものの解決はされていない。ラン科の一部では新奇な化合物によって、特異的な送粉者を誘引する「プライベートチャンネル」が知られるが、ラン科植物以外で実際に発見された例は非常に少ない。本研究では、種特異性を決めるメカニズムの解明を目指し、プライベートチャンネルの妥当性の検証とそれに代わる仮説(普遍的な化合物のブレンドによる特異的な送粉者の誘引機構)を提唱し、本仮説の検証を行う。仮説の検証のため、イチジク属とカンコノキ属を対象とした花の匂いの解析の後、各化合物に対する昆虫の触角電位反応、選択実験を行うことを目的として行った。本年度は、これまでに捕集を行っていたイチジク属植物を対象に、データ解析を行ったところ、同種内でも個体群ごとに花の匂いが異なること、また送粉者を用いた行動実験により花の匂いが異なる個体群の匂いには誘引されないことが明らかになった。個体群ごとの匂いの違いは、珍奇な化合物等で特徴付けられるものではなく、普遍的に植物で見られる化合物の組成比によってもたらされていた。また、コミカンソウ科のヒラミカンコノキ（Glochidion rubrum）を対象とした研究により、送粉者はいくつかの珍しくない化合物に触角の電位応答を示すこと、またそれらの化合物は授粉の影響を受けて大きく放出量が減少すること、送粉者の活動時間帯に有意に多く放出されることが明らかになった。これらのことから、植物と送粉者の種特異的な関係は、プライベートチャンネルよりも当研究で定めた仮説（ブレンド仮説）によってもたらされていることを示唆した。

有许多植物物种携带某些昆虫的花粉，它们吸引了花朵味的传粉媒介。阐明特定的授粉吸引机制导致了植物作用机制的阐明，尽管在进化和化学生态领域已经讨论了很长时间，但尚未解决。在某些兰花中，“私人频道”是众所周知的，可以通过新颖的化合物吸引特定的传粉媒介，但实际上很少有人在兰花外发现。在这项研究中，我们旨在阐明确定物种特异性的机制，并提出私人通道和替代假设的有效性（通过混合通用化合物的特定授粉媒介吸引机制）并检验该假设。为了验证假设，在分析了无花果属的花气后，进行了实验，目的是进行触角电势反应和针对每种化合物的昆虫的选择。今年，对迄今为止收集的无花果属进行了数据分析，并且发现即使在同一物种中，种群之间的花朵的气味也有所不同，并且使用传粉媒介的行为实验并没有吸引种群中种群不同花气味的气味。从一个人群到另一个种群的气味差异并非具有异常化合物的特征，而是由植物中普遍发现的化合物的组成比引起的。此外，一项对家庭阿里巴塔家族的胶状rubrums的研究表明，授粉媒介对某些不常见的化合物表现出触角潜在的反应，并且这些化合物在授粉引起的释放中显着降低，并且在传粉媒介的活跃小时中它们释放出更多的释放。这些表明，植物与传粉媒介之间的物种特异性关系是由我们的研究中设定的假设（混合假设）而不是私人渠道引起的。