アジア産ヒラタクワガタにおける形態形質変異の遺伝的基盤および種分化機構の解明（平成 20年度）
Investigation for genetic base of morphological variation and mechanism of speciation

研究概要

日本およびアジア各地に生息するヒラタクワガタ地域系統の分子系統関係、系統間の生殖隔離の程度および機構、および形態形質変異の遺伝的基盤を明らかにし、ヒラタクワガタの遺伝的多様性および種分化プロセスの解明を目指す。ヒラタクワガタの核遺伝子DNA変異を調べて系統解析を行い、従来のミトコンドリアDNA系統解析結果と照らし合わせて、地域集団間の系統関係を明らかにするとともに交雑実験により系統間の生殖隔離の程度を調べる。次に各系統の交尾器における形態変異の大きさを解析し、交配前生殖隔離の程度との関係を調べる。また、各系統共生微生物感染状況を調べ、生殖隔離との関係を調べる。さらに成虫の非交尾器形態に見られる変異について、交雑で得られた雑種の形態も含めて様々な系統について幾何学的測定を行い、形態測定学的手法を用いて定量評価を行うとともに、形質を支配する遺伝子座の数についての情報を量的遺伝学的に推定にする。以上の実験より、ヒラタクワガタの分子系統解析結果に生殖隔離発達レベル、細胞内共生微生物の関与および形態形質変異のデータを加味することで、ヒラタクワガタの種分化プロセスを総合的に解析する。得られた成果は外国産ヒラタクワガタによる在来種に対する交雑リスク評価の基礎データとする。

研究の性格

• 主たるもの：基礎科学研究
• 従たるもの：技術開発・評価

全体計画

18年度：ヒラタクワガタ分子系統解析のためのプライマー設計を行う。系統間交雑実験を行う。交尾器形態形質変異の測定を行う。染色体構造の分析を行う。体内共生菌の多様性を調べる
19年度：ヒラタクワガタの分子系統解析を行う。交雑実験より得られた雑種の成長率・形態形質変異を測定する。交尾器形態形質とそれ以外の形質変異の相関を調べる。染色体変異を明らかにする。Wolbachiaの感染状況を調べる
20年度：系統解析より種分化プロセスを解明する。系統間交雑和合性を明らかにする。交尾器形質変異・染色体変異・体内共生菌と交雑和合性の相関を調べる。

今年度の研究概要

（1）ヒラタクワガタの分子系統解析：核ゲノムDNA変異を解析して、系統樹を作成し、ミトコンドリアDNA系統樹と樹型の比較を行う。（2）ヒラタクワガタの外部形態および交尾器形態の解析：ヒラタクワガタ成虫サンプルについて、体各パーツの画像をデジタルカメラで取り込み、画像解析ソフトを利用し、形態標識点の数値化を行う。数値化された輪郭データを２次元空間に投影後、楕円フーリエ記述子を用いて近似する。算出されたフーリエ係数に対して標準化を行った後、主成分分析や正準変量分析等の多変量解析法を用いることで、各パーツで見られる種間の形態的距離の定量化、および種の判別率を計算する。（3）成果取りまとめ：3年間で得られたデータをとりまとめて論文発表する。