系統進化研究室

Su Z.-H., Sasaki, A. Kusumi, J. Chou P.-A., Tzeng H.-Y., Li H.-Q., and Yu H. (2022)
Pollinator sharing, copollination, and speciation by host shifting among six closely related dioecious fig species
https://www.nature.com/articles/s42003-022-03223-0
イチジク属植物(以下イチジク)とイチジクコバチ(以下コバチ)は、植物と昆虫が繁殖を相互に依存する絶対送粉共生系であり、両者が同調的に進化する「共進 化と共種分化」の典型的な例として古くから研究されてきました。しかし、 近年の研究からコバチとそのホストであるイチジクの種分岐が一致しない例が発見 され、コバチが宿主を変更するホストシフトによる種分化の可能性が示され ました。本研究は、コバチの種分化のメカニズムを明らかにするために、ホストシ フトが生じる可能性の高い島嶼地域に注目して、中国南部から台湾・琉球諸島にか けて分布する近縁のイチジク6種とそのコバチを研究対象として、それらの系統関 係と島嶼間の集団遺伝構造を様々な分子マーカーを用いて解析しました。そ の結果、1)中国南部の5種のイチジクの送粉者が 1 種のコバチであること、2) 大陸と島嶼でイチジクとコバチの移動によるホストシフトが生じた結果、同所的と異所的共送粉が起きたこと、3)大陸のイチジクが台湾・琉球諸島に移入後、現地 のコバチがホストシフトすることで新しい送粉者となり「1 種対 1 種」関係を再構 築した結果、コバチの種分化が生じていたこと、が判明しました。これらの研究結 果に基づいて、「1 種対 1 種」関係の再構築を原動力とする種分化モデルを提唱しました。 

Okamoto, T. and Su, Z.-H. (2021)
Chemical analysis of floral scents in sympatric Ficus species: highlighting different compositions of floral scents in morphologically and phylogenetically close species.
https://doi.org/10.1007/s00606-021-01767-y
イチジク属植物の花の匂いの化学解析
イチジク属植物は、寄主特有のイチジクコバチによって受粉される。ほとんどの場合、1種のコバチが１種のイチジクの花粉を運んでおり、この高い種特異性はイチジクが放出する特定の花の匂いに対するコバチの応答によって維持される。我々は、同所的に生育する近縁な植物種間では、形態的な特徴が異なる種間よりも、形態的に似た種間で花の匂いに大きな違いが見られると仮説をたて検証を行った。仮説の検証のため、同所的に生育する5種のイチジクの花の匂いを捕集、ガスクロマトグラフ質量分析計で分析を行い、花の匂いの種間の違いを調べた。また、Y字管を用いてイチジクコバチの花の匂いに対する選好性を分析した。さらに、イチジクおよびイチジクコバチの種間の遺伝的距離、イチジクの形態的特徴の種間差を算出し、花の匂いの種間差との比較を行った。その結果、樹高やイチジクコバチの侵入口（花嚢の先端にある小さな穴）のサイズが類似しているイチジク種では、系統的に近縁であっても、明確に異なる花の匂いを放出していることが明らかになった。
 

Uozumi, T., Ishiwata, K., Grygier, M. J., Sanoamuang, L.-o. and Su Z.-H.  (2021)
Three nuclear protein-coding genes corroborate a recent phylogenomic model of the Branchiopoda (Crustacea) and provide estimates of the divergence times of the major branchiopodan taxa
https://www.jstage.jst.go.jp/article/ggs/advpub/0/advpub_20-00046/_pdf/-char/en
３つの核蛋白遺伝子による鰓脚類の系統解析と分岐年代推定
鰓脚綱（甲殻亜門）は、6つの高次分類群、つまりホウネンエビ類、カブトエビ類、タマカイエビ類、カイエビ類、キクレステリアとミジンコ類によって構成され、形態とライフサイクルには多様性が富む。しかし、それらの分類群間の系統関係が長い間論争が続いていた。 本研究は、DNA合成酵素とRNA合成酵素をコードする3つのオーソロガス遺伝子のアミノ酸配列を用いて、鰓脚類の高次分類群の系統解析と分岐年代の推定を行った。その結果、鰓脚類の単系統性が強く支持され、また、高次分類群間の系統関係も明らかになった。まず、ホウネンエビ類が分岐し、次いで、カブトエビ類、タマカイエビ類、カイエビ類、キクレステリアとミジンコ類の順に分かれた。また、同じ遺伝子の塩基配列を用いた解析によって、ホウネンエビ類、ブトエビ類とミジンコ類の内部の種間の系統関係も明らかになった。さらに、アミノ酸配列データに基づく統計的検定を行い、これまでに提唱されていたカブトエビ類の系統的位置のいくつかの仮説を却下した。一方、本研究の結果はトランスクリプトームによる最近の研究結果とも一致しており、本研究に用いた３つの遺伝子による鰓脚類の高次分類群の系統解析の有効性が確認された。化石データに基づく分岐年代推定では、現生の鰓脚類の最初の分岐がカンブリア紀初期に遡ることが判明した。また、主要な分類群が分岐した後、それらの分類群内の多様化が長期間に渡り進んでおらず、ペルム紀後期以降に始まったことが示唆された。

Wachi, N., Kusumi, J., Tzeng, H.-Y., and Su Z.-H. (2016)
Genome-wide sequence data suggest the possibility of pollinator sharing by host shift in dioecious figs (Moraceae, Ficus).
Mol. Ecol. 25: 5732-5746. doi:10.1111/mec.13876.