侵略的外来植物ブタクサの急速な適応進化に関わる遺伝基盤を解明する

阐明外来入侵植物豚草快速适应性进化的遗传基础

• 批准号: 14J03225
• 负责人: 深野 祐也
• 金额: $ 3.16万
• 依托单位: The University of Tokyo (2016)Tokyo University of Agriculture and Technology (2014-2015)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J03225/
• 关键词: 外来種; 進化; 生物防除; 侵入生態学

外来種は侵入先の環境で素早く適応進化することが知られているが、このような外来種の適応進化が、外来種の侵略性やその防除・管理とどのように関連しているのか、またその適応進化の遺伝的背景はどのようにものなのか、に関してはほとんど解明されていなかった。そこで本研究では、北米から侵入した外来植物のブタクサ・オオブタクサと、ブタクサの天敵であるブタクサハムシを対象に、侵入後の適応進化過程、適応進化が侵略性や防除に与える影響、そしてその遺伝的背景を明らかにすることを目的に研究をおこなった。ブタクサハムシは日本に侵入後、原産地では利用できなかったオオブタクサを利用していることが報告されている。申請者らは、昨年度、侵入地の日本ではブタクサに加えオオブタクサをも餌として利用できるように行動的・生理的に進化していることを解明した。本年度は、行動・生理的な形質以外に、形態形質に着目し、ブタクサよりも葉が硬いオオブタクサへの適応に伴って大あごの形態等が変化している可能性を検証した。その結果、たしかに硬い食草に適応するときに見られるパターンと一致する結果が見られた。それに加え、ブタクサハムシは、日本を含むアジア各国、オーストラリア、そして最近ではヨーロッパに侵入し分布を急速に拡大させつつある。そこで、その侵入経路の推定、侵入先の各地への局所適応、そして分布拡大に伴う急速な進化の遺伝的背景を検証するため、海外の研究者と協力し、各国に侵入したブタクサハムシのサンプルを採集した。これらのサンプルは、次世代シーケンサーによって全個体ジェノタイピングが行われる予定である。

众所周知，外来物种在其入侵的环境中快速适应和进化，但外来物种的这种适应性进化与外来物种的入侵及其控制和管理有何关系？此外，这种适应性进化的遗传背景仍然很大程度上未知。 。因此，在本研究中，我们重点关注从北美入侵的外来植物豚草和巨型豚草，以及豚草的天敌豚草甲虫，本研究的目的是澄清背景。据报道，豚草甲虫进入日本后，会使用在其本国没有的巨型豚草。去年，申请人发现，在遭到入侵的日本，它们在行为和生理上已经进化到能够在豚草之外使用巨型豚草作为食物。今年，除了行为和生理特征外，我们还关注形态特征，并研究了下颌骨形态因适应巨型豚草而发生变化的可能性，巨型豚草的叶子比豚草更硬。结果肯定与适应硬食时的模式相符。此外，豚草甲虫还入侵了日本、澳大利亚等亚洲国家，最近还入侵了欧洲，并正在迅速扩大其分布范围。因此，为了估计其入侵路线、对每个入侵地区的当地适应以及其随着分布范围的扩大而快速进化的遗传背景，我们与海外研究人员合作，收集了入侵每个国家的猪草甲虫样本。这些样本将使用下一代测序仪进行全身基因分型。

项目成果

外来種の進化に注目して、生態学的なプロセスとマクロ進化をつなぐ

通过关注外来物种的进化将生态过程和宏观进化联系起来

• 发表时间: 2015
• 作者: 深野祐也;Sayed Ibrahim; 倉地卓将;田中陽介;深野祐也
• 通讯作者: 深野祐也

Introduction and evolution of Ophraella beetle in Japan

Ophraella甲虫在日本的引入和进化

• 发表时间: 2015
• 作者: 深野祐也;Sayed Ibrahim; 倉地卓将;田中陽介;深野祐也;Yuya Fukano
• 通讯作者: Yuya Fukano

A herbivory-induced increase in the proportion of floating seeds in an invasive plant

食草引起的入侵植物中漂浮种子比例的增加

• DOI: 10.1016/j.actao.2014.02.001
• 发表时间: 2014
• 期刊: Acta Oecologia
• 作者: Yuya Fukano;Koichi Tanaka;Hiroyuki Hirayama
• 通讯作者: Hiroyuki Hirayama

ジェネラリストのコスト：侵入昆虫ブタクサハムシの新しい食草への急速な適応とそのコスト

多面手的成本：入侵昆虫猪草甲虫对新饮食的快速适应及其成本。

• 发表时间: 2015
• 作者: 深野祐也;中山慧
• 通讯作者: 中山慧

Origins and genetic diversity of the ragweed beetles, Ophraella communa (Coleoptera:Chrysomelidae), that were introduced into Italy and Japan based on an analysis of mitochondrial DNA sequence data.

基于对线粒体 DNA 序列数据的分析，豚草甲虫 Ophraella communa（鞘翅目：叶甲科）的起源和遗传多样性，该甲虫被引入意大利和日本。

• DOI: 10.14411/eje.2015.086
• 发表时间: 2015
• 期刊: European Journal of Entomology
• 影响因子: 1.3
• 作者: Yudai Nishide;Yuya Fukano;Hayato Doi;Toshiyuki Satoh;Hiroki Inoue;Marco Boriani
• 通讯作者: Marco Boriani