食植性昆虫における同所的ホストレース形成

植食性昆虫的同域寄主种族形成

• 批准号: 09J02005
• 负责人: 甲山 哲生
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J02005/
• 关键词: 植食性昆虫; 寄主範囲の拡大; 集団遺伝; ミトコンドリア遺伝子; AFLP; 食植生昆虫; 寄主選択行動; コンディショニング; ホストレース形成; 食植性昆虫; ホストレース; 生態的種分化; 集団遺伝学

植食性昆虫は、地球上の生物で最も種多様性が高いグループの1つであり、その進化、特に種分化過程を解明することは、生物多様性の創出メカニズムの理解につながる。生活史の大部分を寄主植物に依存している植食性昆虫にとって、寄主範囲の拡大はその進化・多様化において重要なイベントであるが、その過程が野外集団で観察されることは稀である。キクビアオハムシは、日本全土に広く分布し、主な寄主植物としてサルナシを利用することが知られているが、近年、関東以西においてオオバアサガラを利用する集団が発見された。キクビアオハムシのオオバアサガラの利用能力には著しい地理変異がみられることがわかっており、オオバアサガラへの寄主範囲の拡大が今まさに生じていると考えられる。平成23年度は、キクビアオハムシの情報がほとんどなかった四国・九州より採集し、その寄主利用能力、遺伝的構成を調べた。四国および九州北部では、野外でオオバアサガラを利用する集団が確認され、飼育環境下でもオオバアサガラ上で生育できたが、オオバアサガラが分布しない九州南部の集団は、オオバアサガラをほとんど利用できなかった。ミトコンドリアCOI遺伝子を用いた集団遺伝学的解析の結果、国内のキクビアオハムシには、遺伝的分化の大きい5つのクレードが存在し、この内の3つが、オオバアサガラを全く利用できない集団と利用できる集団を含むことから、寄主範囲の拡大は比較的最近に各地で独立に生じたことが示唆され、AFLPを用いた解析の結果もこれを支持するものであった。以上より、キクビアオハムシは寄主範囲の拡大が現在進行中である極めて稀な例であると考えられる。今後、本種における寄主範囲の拡大を促す生態的要因について、また新寄主への適応に関連した遺伝的な基盤について明らかにすることにより、植食性昆虫における寄主利用の進化およびその多様化についての理解が進むと考えられる。

核酸昆虫是地球上种类最多的生物群之一，阐明它们的进化，尤其是物种形成过程，将导致人们对生物多样性创造的机制的理解。对于主要依赖宿主植物的植物昆虫而言，扩大宿主范围是其进化和多样化的重要事件，但是在现场种群中很少观察到该过程。菊花甲虫在整个日本都广泛分布，并以猴子梨为主要寄主植物，但是近年来，在关东以西发现了使用猴子梨的种群。众所周知，在使用Ghostaceae的幽灵科中观察到了重大的地理变化，并且人们认为当前发生了宿主范围向Ghostaceae的扩展。 2011年，我们从Shikoku和Kyushu收集了它，那里的甲虫几乎没有信息，并检查了其宿主利用能力和遗传组成。在Shikoku和Kyushu北部，确认使用海藻鲑鱼的种群得到了证实，尽管即使在繁殖条件下，他们也能够在海藻鲑鱼上生长，但京都南部的海藻，而海藻鲑鱼则没有分布，几乎没有海藻鲑鱼。使用线粒体COI基因的种群遗传分析表明，日本存在五个具有巨大遗传分化的进化枝，其中三个包括无法进入鲑鱼鲑鱼鲑鱼鲑鱼的种群，并且可以使用，这表明宿主范围的扩展相对最近发生在各种位置，以及使用AFLP的分析的结果也支持了AFLP。从以上，可以认为荣耀甲虫是目前正在扩大的主机范围的极为罕见的例子。将来，人们相信，通过阐明鼓励宿主在该物种中扩大宿主范围的生态因素以及与适应新宿主相关的遗传基础，我们将促进对宿主利用的演变及其在植物昆虫中的多样性的了解。

项目成果

Geograpnic variation of host use in the leaf beetle Agelasa nigriceps suggests host range expansion

叶甲虫 Agelasa nigriceps 寄主利用的地理变化表明寄主范围扩大

• DOI: 10.1111/j.1570-7458.2011.01211.x
• 发表时间: 2012
• 期刊: Entomologia Experimentalis et Applicata
• 影响因子: 1.9
• 作者: TI Kohyama;K Matsumoto;H Katakura
• 通讯作者: H Katakura

異なる食草への適応は遺伝的分化を促進するか?-AFLPを用いたキクビアオハムシの集団遺伝解析

适应不同饮食是否会促进遗传分化？ - 使用 AFLP 对黄甲虫进行群体遗传分析

• 发表时间: 2010
• 作者: 甲山折生;松本和馬;片倉晴雄
• 通讯作者: 片倉晴雄

A Newly Recorded Host Plant for the Leaf Beetle Agelasa nigriceps Motchlsky, and Differences in Feeding Habits between Host-Specific Populaions

一种新记录的叶甲虫 Agelasa nigriceps Motchlsky 的寄主植物，以及寄主特定群体之间的摄食习性差异

• 发表时间: 2009
• 期刊: New Entomologist 58
• 作者: Kazuma Matsumoto;Tetso I.Kohyama;Haruo Katakura
• 通讯作者: Haruo Katakura

幼虫期における摂食経験は、羽化後の寄主選択に影響を与えるか?

幼虫阶段的摄食经历是否会影响羽化后的寄主选择？

• 发表时间: 2011
• 作者: 甲山哲生;片倉晴雄
• 通讯作者: 片倉晴雄