Joint research between Japan and South Korea to explore the essence of the unique reproductive ecology of giant water bugs

日韩联合研究探索巨型水蝽独特生殖生态本质

• 批准号: 22KK0103
• 负责人: 東城 幸治
• 金额: $ 11.98万
• 依托单位: Shinshu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-10-07 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KK0103/
• 关键词: 昆虫; 繁殖戦略; 父育; 遺伝; 進化生態; 行動; 適応度; 逆分散; 進化; 繁殖生態; 托卵; 父性解析

本研究では、卓越した種多様性や多様な繁殖システムを進化させてきた昆虫の中でも，オスが卵塊を自身で背負って保護（父育）するコオイムシに着目し、その系統や進化的な背景も含めて、ユニークな繁殖生態を獲得するに至った背景を詳細に理解することを目的としている。東アジア広域に生息するコオイムシには、遺伝的に大きく分化した3系統群（日本列島内に2系統、朝鮮半島を含む大陸に1系統）が存在し、これまでの系統進化研究では、日本列島のコオイムシが側系統群と評価され、日本列島から大陸への「逆分散 Back Dispersal」が示唆されてきた。2022年度には、ゲノムワイドなSNPs解析（GRAS-Di解析）における解析サンプル数を増やし、より頑健な系統進化史解析へと着手した。現在、次世代シーケンサーにより得られた解析結果について、詳細な分析を進めているところである。また、コオイムシが背に卵塊を背負って父育する行動が、世代交代において不可欠であることを再検証する実験にも着手した。また、オスの背から剥離した卵塊の発生状況や、卵塊剥離が起こる条件（負荷の強度）を計測するような新規実験に着手した。卵内の胚の発生段階により、卵の付着力が変化する可能性についても物理的に負荷をかけて固着力を計測する検証実験に着手した。また、卵塊における各卵の付着力そのもの計測については、韓国との共同研究として展開を予定しており、今シーズン以降の取り組みについて打ち合わせを進めてきた。韓国・崇実大學・Park博士の協力のもと、卵塊を保護するニットシース nit sheathとして硬化するタンパク質の分析技術（nitのフーリエ変換赤外分光法）や接着力の計測実験などを展開する計画で準備を進めている。

在进化出杰出的物种多样性和多样化生殖系统的昆虫中，这项研究的重点是褐甲虫，其中雄性将卵块背在背上并对其进行保护（亲子关系），同时还研究其谱系和进化背景。就是要详细了解导致获得这种独特养殖生态的背景。东亚广大地区栖息着三个基因高度分化的鲤鱼甲虫（日本列岛内有两个谱系，包括朝鲜半岛在内的大陆有一个谱系）。 据估计，日本鲤鱼甲虫是。一个并系群，有人提出从日本列岛“向后扩散”到大陆。 2022年，我们将增加全基因组SNP分析（GRAS-Di分析）中分析的样本数量，并开始对系统发育进化历史进行更稳健的分析。我们目前正在对使用下一代测序仪获得的分析结果进行详细分析。他们还开始了一项实验，以再次证实驯鹿甲虫的行为对于世代更替至关重要，驯鹿甲虫将卵块背在背上，并将其作为父亲抚养长大。他们还开始了一项新的实验，测量卵块从雄性背部脱落的发生情况以及导致卵块脱落的条件（负荷强度）。为了研究鸡蛋的粘附力是否会根据鸡蛋内胚胎的发育阶段而变化，我们开始了一项验证实验，通过施加物理负载来测量粘附力。此外，我们计划与韩国进行联合研究，测量蛋块中每个鸡蛋的粘附力，并一直在讨论本产季及以后的举措。我们计划与韩国崇实大学的 Park 博士合作，开发用于保护卵块的硬化为 nit 鞘的蛋白质的分析技术（nit 的傅里叶变换红外光谱），并且正在进行测量粘附强度的实验。