DNAバーコードによる東南アジア非季節性熱帯林の植物-植食者群集の構造特性の解明

利用 DNA 条形码阐明东南亚非季节性热带森林植物-草食动物群落的结构特征

基本信息

批准号：
22770026
负责人：
岸本圭子
金额：
$ 2.33万
依托单位：
Research Institute for Humanity and Nature
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、非季節性熱帯林において植物-植食者群集の構造特性の解明を目指す。平成22年度は、植食性昆虫(または植食者)の寄主植物への特殊化の程度を目・科・属レベルで評価するため、非季節性原生林が残存するマレーシア・ランビルヒルズ国立公園において植食者(甲虫目ハムシ科成虫)の採集と、DNAバーコーディング(規定された遺伝子領域の短い塩基配列をもとに種同定を行う方法)による植食者と寄主植物の種分類を行った。植食者サンプルは、調査地で夜間灯火採集を行うなどして定量的に集めた。集めた植食者サンプルは日本国内に持ち帰り、総合地球環境学研究所の実験施設において、昆虫と寄主植物のDNAバーコード領域を分析した。これまでに、植食者15種30個体で目・科・属レベルの寄主植物の同定を行った結果、植食者6種で複数の科や目を餌(寄主)としていることが示唆された。熱帯では植物上の昆虫密度が低いため、直接観察や飼育による寄主植物の特定は極めて効率が悪く、未知な植物-植食者間関係は多い。本研究は、実際に摂食行動を観察しなくても寄主植物を特定することが可能であることを実証した。したがって、本研究をモデルケースとして、今後、熱帯の植物-植食者の解明が進むことが期待される。また、これまで季節性熱帯林の植食者は寄主植物に特異的であることが知られているが、本研究は非季節性熱帯林ではじめて、植食者が科や目レベルで広食性であることを実証的に明らかにした。この結果は、熱帯の高い寄主特異性と種多様性の実態を考察する上で、異なる地域や生態系間で植物-植食者の群集構造の特性は異なるという新しい視点を与え、熱帯における生物多様性の理解に新地平を切り開くものと考えている。

本研究旨在阐明非季节性热带森林植物-草食动物群落的结构特征。 2010年，我们在马来西亚兰比尔山国家公园进行了一项研究，该公园保留了非季节性原始森林，以评估食草昆虫（或食草动物）在目、科、属水平上寄生植物的专业化程度我们收集了食草动物（鞘翅目、金龟科的成虫），并使用 DNA 条形码（一种基于确定的遗传区域中的短碱基序列来识别物种的方法）对食草动物和寄主植物进行了分类。通过夜间采光的方式在调查现场定量采集食草动物样本。收集到的食草动物样本被带回日本，并在全球环境研究所的实验室设施中对昆虫和寄主植物的 DNA 条形码区域进行了分析。到目前为止，我们已经在目、科、属水平上鉴定了15种食草动物的30个个体的寄主植物，我们的结果表明6种食草动物以多个科和目为食（寄主）。在热带地区，植物上的昆虫密度较低，通过直接观察或饲养来识别寄主植物的效率极低，并且存在许多未知的植物与食草动物的关系。这项研究表明，无需实际观察摄食行为即可识别寄主植物。因此，以这项研究为典范，预计未来对热带植物和食草动物的阐明将会取得进展。此外，尽管已知季节性热带森林中的食草动物对其寄主植物具有特异性，但这项研究首次表明非季节性热带森林中的食草动物在科和目水平上广泛存在。。这些结果为考虑热带地区的高宿主特异性和物种多样性提供了新的视角，并表明不同地区和生态系统之间植物-草食动物群落结构的特征不同，我们相信这将为我们理解多样性开辟新的视野。。