共同研究・競争的資金等の研究課題

• 基盤研究(B), 2022年04月01日 - 2027年03月31日, 23K23949, 貝殻を利用する矮小シクリッドの平行進化および側所的種分化の機構解明, 高橋 鉄美; 京極 大助; 二階堂 雅人; 渡邉 正勝, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 兵庫県立大学, 17030000, 13100000, 3930000, タンガニイカ湖に固有なTelmatochromis temporalisには三つの生態型が見られる。岩の隙間に隠れる普通型（最大体長８cm）、シェルベッド（巻貝の空き殻が敷き詰められた底質）に生息して貝殻を隠れ場所とする矮小型（同４cm）、そして岩と砂の混ざった底質に生息して岩の下に隠れる痩身型（同６cm）である。本研究では、矮小型の進化に注目して、１）普通型の体サイズに関するstanding genetic variation (SGV)が矮小型への平行進化を可能にしたとする仮説を分子生物学的に検証し、２）側所的種分化の初期段階として、岩場とシェルベッドで体サイズに対する同類交配が生じるかを飼育実験で確かめる。
  １の研究では、体サイズの責任遺伝子を探索するため、pooled genome-wide association study (pool-GWAS)を行った。その結果、矮小型が並行して進化したチブウェンソロとウォンジにおいて、１０個の共通する一塩基多型（SNPs）を特定した。さらにそれらのSNPsを、普通型と矮小型を交配して作成したF2でジェノタイピングし、３つのSNPsで体サイズと関係することが明らかとなった。これらのSNPsは、普通型で多型として維持されており（SGV）、シェルベッドが出現した際に、小さい体サイズを発現するアリルに選択圧がかかり、矮小型が進化したことを示している。しかし、これらのSNPsでは体サイズに対する寄与率が低いため、他の遺伝子も体サイズ進化に関わっていると考えられ、今後の課題として残った。
  ２の研究では、両型を交配させたF2が必要である。現在、昨年３月に持ち帰った個体からF1を20個体程度得たところである。まだ成熟していないが、飼育は順調に行われている。
  このほか、現地調査で痩身型の進化について調べた。それを含め、３報を投稿中である。, kaken

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• 基盤研究(B), 2022年04月01日 - 2027年03月31日, 22H02686, 貝殻を利用する矮小シクリッドの平行進化および側所的種分化の機構解明, 高橋 鉄美; 京極 大助; 二階堂 雅人; 渡邉 正勝, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(B), 兵庫県立大学, 17030000, 13100000, 3930000, kaken

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• 2024年 - 2027年, 研究代表者, 花寿命をめぐる花粉とめしべの敵対的な相互作用とその進化, 京極 大助, 科学技術振興機構, 戦略的な研究開発の推進 戦略的創造研究推進事業 さきがけ, 兵庫県立人と自然の博物館, 進化生態学の理論予測にもとづき「花粉は花を枯死させる性質を進化させ、めしべはこれに抵抗する性質を進化させる」という仮説を多角的なアプローチで検証します。主にシロイヌナズナを用いて、花粉とめしべの性質を決定している遺伝子を特定します。また、近縁種間での遺伝子の系統進化パターン等を明らかにします。これらにより、ミクロスケールからマクロスケールを統合しつつ、花粉とめしべの「生命力」を明らかにします。, j_global

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• 基盤研究(B), 2022年04月01日 - 2026年03月31日, 23K23969, 花の寿命をめぐる花粉とめしべの相互作用, 京極 大助; 高橋 鉄美; 藤井 壮太, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 兵庫県立人と自然の博物館, 16900000, 13000000, 3900000, シロイヌナズナ約220アクセッションの花粉を標準系統（Sha）のめしべに受粉し、乳頭細胞が枯死するまでの時間を計測することで、ゲノムワイド関連解析用の表現型データを取得した。現在までにおおむね700程度のサンプルサイズを得ている（枯死の開始と終了など複数形質を測定しているため、サンプルサイズは形質ごとに多少異なる）。公開されているリシーケンスデータを処理するパイプラインを構築し、得られた表現型と相関するSNPを探索した。遺伝子発現情報も参考に、いくつかの候補遺伝子を選定した。また、今後用いるためのバイオインフォマティクス解析用のパイプライン構築がほぼ完了した。, kaken

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• 基盤研究(B), 2022年04月01日 - 2026年03月31日, 22H02706, 花の寿命をめぐる花粉とめしべの相互作用, 京極 大助; 藤井 壮太; 高橋 鉄美, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(B), 兵庫県立人と自然の博物館, 16900000, 13000000, 3900000, kaken

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• 若手研究, 2019年04月01日 - 2022年03月31日, 19K16222, 実現ニッチの進化を説明する新たなモデル, 京極 大助, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 若手研究, 4160000, 3200000, 960000, 本研究では、交雑を回避するための進化による資源利用幅の多様化を数理モデルにより解析するとともに、数理モデルの重要な仮定である生物の生理的な資源利用幅の進化パタンを文献調査により明らかにすることを目的としている。数理モデル研究については、モデルの解析を従来よりも多角的なアプローチにより行うことで、その挙動について理解が深まった。特に、オスとメスが経験する性特異的な選択圧とその生態学的な原因について理解が深まった。この結果は、これまでほとんど研究の進んでこなかった、交雑回避が駆動する分散行動の進化について新たな視点を提供するものである。こうした研究成果の一部は投稿論文としてまとめている最中である。
  文献調査については検索キーワードの選定を行い、データベースを用いた文献検索を行った。キーワードの選定にあたっては重要な関連研究がきちんと拾われるかなど、多角的な検討を行った。なお、キーワードの検討および解析方針の検討を進める過程で対象とする分類群を再考する必要に迫られたため、研究インパクトおよび研究の実現可能性を検討し、ひとまず対象を食植生昆虫に絞ることとした。キーワード検索では約4000の論文がヒットした。これらの論文には含まれているべき重要文献が期待された通り含まれていることを確認している。現在は一次スクリーニングとして、タイトル及びアブストラクトによる論文のフィルタリングを行っており、すでに2割程度の論文のフィルタリングが完了している。, kaken

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• 2021年04月 - 2022年03月, 外来タンポポが在来タンポポを駆逐する機構の解明, 市村清新技術財団, 植物研究助成, 兵庫県立人と自然の博物館
• 特別研究員奨励費, 2016年04月22日 - 2019年03月31日, 16J03061, 繁殖形質置換の生じやすさに影響する要因：理論と実証, 京極 大助, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費, 4420000, 3400000, 1020000, まず2018年度には、外来タンポポ（雑種含む）の花粉が在来種カンサイタンポポの種子生産に与える影響をハウス実験によって調べた。外来タンポポにはセイヨウタンポポ、アカミタンポポ、これらと在来種との雑種（複数の倍数体を含む）があるが、これらの素性をすべて明らかにしたうえで特定の外来タンポポが在来種の種子生産に影響している可能性を検討した。実験の結果、いずれの外来タンポポの花粉も在来タンポポの種子生産を低下させなかった。この結果は外来タンポポの花粉が在来タンポポの種子生産を低下させるとした先行研究と矛盾するものであり、外来タンポポと在来タンポポの相互作用メカニズムについて再考を迫るものである。本実験の結果はまもなく論文として専門誌に投稿予定である。
  また2018年度には、カンサイタンポポの繁殖生態に関する論文の執筆を行った。前年度までに、カンサイタンポポの頭花が受粉によって閉じることが明らかとなった。この結果を論文としてまとめ、専門誌に投稿した。現在論文は大幅改定の支持を受けており、まもなく受理されるものと期待される。
  加えて、2018年度には数理モデルの結果をまとめた論文の執筆を行った。前年度までに、繁殖干渉をさける適応として棲み分けと種認識の相対的な進化のしやすさを数理モデルにより検討し、棲み分けの方が生じやすいこと、両形質が同時に進化できる場合には住み分けが種認識の進化を促進するがその逆は生じないことなどが明らかになっていた。論文はいくつかの雑誌に掲載を拒否されているが、近いうちにいずれかの雑誌に受理されるものと期待される。, kaken

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• 基盤研究(B), 2016年04月01日 - 2019年03月31日, 16H04846, ムダの生態学：種内競争による形質進化が多種共存に及ぼす影響の解明, 近藤 倫生; 京極 大助; 辻 瑞樹; 川津 一隆; 土畑 重人; 山中 裕樹; 山道 真人, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(B), 17420000, 13400000, 4020000, 進化生態学の中心課題である、性選択・配偶者競争に関わる諸形質、社会性・協力行動、性の進化等の、同種個体間関係に関わる諸形質の進化が生物群集に及ぼす影響を明らかにするため、レビュー・理論・実証の３側面から研究を進めた。理論研究の結果、種内の性選択・性的対立などが駆動する適応進化が個体群の自己抑制を高めたり、種間競争を弱めたりすることで、多種共存を促進する可能性が示唆された。過去に報告された研究のうちいくつかは、この特殊な例として理解可能である。また、マメゾウムシ実験系やカダヤシ-グッピー相互作用系の実証研究からも、このような種内関係に関する適応形質が種間関係や群集動態に影響することが実証された。, url

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• 特別研究員奨励費, 2013年04月01日 - 2015年03月31日, 13J01115, 性的対立による形質進化がもたらす繁殖干渉の非対称性, 京極 大助, 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費, 京都大学, 2000000, 2000000, アズキゾウムシのオスは種間交尾を介してヨツモンマメゾウムシの産卵数を低下させる。しかし種間交尾が実際にどのように産卵数に影響するのかは不明であった。種間交尾によって雑種ができないことから、射精物の生理活性と生殖器の物理的損傷が産卵数低下の原因として考えられたが、前年度までの実験から射精物の効果は無視できることが分かっている。アズキゾウムシのオス交尾器には棘があり、この棘がヨツモンマメゾウムシのメス生殖器を傷つけることで産卵数低下を引き起こしている可能性が考えられた。そこで交尾器形態のさまざまに異なるアズキゾウムシのオスを用いることで交尾器形態がヨツモンマメゾウムシの産卵数に与える影響を調べた。この実験は前年度までに行っていたので、今年度は実験結果の詳細に解析を行った。その結果以下の事が明らかとなった。(i)より発達した交尾器の棘を有するアズキゾウムシのオスほど、種間交尾を介してヨツモンマメゾウムシのメス生殖器を傷つけやすかった。また(ii)種間交尾による生殖器の物理的損傷は、ヨツモンマメゾウムシの産卵数を低下させた。先行研究から、アズキゾウムシを含むマメゾウムシ類のオス交尾器は、性選択の一種である種内でのオス同士の受精をめぐる競争（精子競争）により発達してきたと考えられている。したがって本研究の結果は、種内での性選択の結果発達してきたオスの加害形質が種間相互作用にも影響しうることを示している。本研究はオスの加害形質が種間相互作用に影響しうることを示した点で高い新規性を有する。, kaken

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