Title
The levels of polyandry and intracolonial genetic Structure in
Apis cerana japonica( 内容の要旨 )
Author(s)
Rozalski Robert Jerzy
Report No.(Doctoral
Degree)
博士(農学) 甲第117号
Issue Date
1998-03-13
Type
博士論文
Version
URL
http://hdl.handle.net/20.500.12099/2458
※この資料の著作権は、各資料の著者・学協会・出版社等に帰属します。氏 名(国籍) 学 位 の 種 類 学 位 記 番 号 学位授与年月 日 学位授与 の 要件 研究科及 び専攻 研究指導を受けた大学 学 位 論 文 題 目 審 査 委 貞 RozalskiRobertJerzy (ポーラバ共和国) 博士(農学) 農博甲第117号 平成10年3月13日 学位規則第4条第1項該当 連合農学研究科 生物環境科学専攻 岐阜大学
Thelevels of polyandry andintracolonial genetic structurein Ap由ceraTW]嘩,Onita
主査 岐 阜 大 学 教 授 櫻 井 宏 紀 副査 静 岡 大 学 教 授 西 垣 定治郎 副査 信 州 大 学 教 授 森 本 尚 武 副査 岐 阜 大 学 助教授 土 田 浩 治 論 文 の 内 容 の 要 旨 現在､わが国の養掛こ用いられているミツバチは､明治時代にヨーロッパより導入され たセイヨウミツバチ(迦適地L.)である｡これに対し､セイヨウミツバチの導入以 前に日本七養蜂に用いられていたニホンミツバチ(血出廷【室坦塁j幽R.)は､東アジ アのほぼ全域に分布するトウヨウミツバチ(地建週迫R.)の日本国有の亜種である｡セ イヨウミツバチについて遺伝学的特性が詳細に研究されているのに対し､ニホンミツバチ についてはほとんど研究されていない｡日本各地のニホンミツバチのコロニーについて遺
伝的変異を比較検討すること駄本種の分布拡大･遵応の実態やその機構を探る上で重要
である｡また､コロニー内での女王の交尾回数と働きバチ問の血縁度を推定することは､ コロニー内の遺伝的構造を知り､本種の分布拡大に関連した生殖戦略を解明する上で重要 である｡ 本研究は､ニホンミツバチのコロニー問の遭伝的変異を酵素タンパクの電気泳動実験に よって検討した｡また､コロニー内の個体群の辻伝的変異を､働きバチのDNAのマイク ロサテライト領域の変異解析により検討した｡さらに､コロニー内での個体群の血縁度と 平均交尾回数を計算し､女王の交尾回数とコロニー内の遺伝的構造を明らかにした｡それ らの概要は以下の通りである｡ 1.日本の9地点より採集したニホンミツバチの個体群について､エステラーゼとマレ ートデヒドロゲナーゼの両酵素を電気泳動した結果､エステラーゼの遺伝子座については 1個体群でのみ多型が示されたが､他の個体群は同じパターンを示した｡一方､マレートデヒドロゲナーゼについては各個体群とも単型であった｡このように採集した個体群につ いては明瞭な遭伝的変異はみられなかった｡ 2.ニホンミツバチのDNAのマイクロサテライト嶺域の遺伝子座の変異を､セイヨウ ミツバチのプライマーを使って検討した｡セイヨウミツバチの計8対のプライマーについ て､ニホンミツバチのDNAをPCRで増幅した｡その結果､A-107プライマーによって 1遺伝子座に2対立遺伝子を検出し､その遺伝子頻度より､全個体群の平均血縁度(RC=0. 278)と有効な交尾回数(ne=17.9)を推定した｡ 3.セイヨウミツバチのプライマーを使った実験によって､ニホンミツバチについて個 体群間やコロニー内の遺伝的変異が検出できた｡そこで､ニホンミツバチについてもゲノ ムライブラリーを作成し､マイクロサテライト領域のクローニングとCTとGTの配列決定を 行い､種特異的なマーカーの検出を試みた｡その結果､29個の(CT)nと3個の(GT)nマイク ロサテライト領域が検出され､クローン化されたゲノム中には(CT)nが40kbごとに､また( GT)nが390kbごとに検出され､平均換り返し数は(CT)nが11.5回､(GT)nが5･6回であった｡ 4.ニホンミツバチのマイクロサテライト領域の遺伝子庫のうち､10個についてプライ マーを設計し多型の検fllを行なった｡Ac-2とAc-24の2軌のプライマーにより､それぞれの 遺伝子庫に6つの対立遺伝子が倹出された｡さらに､A-107及びAc-2とAc-24のプライマー を使い､6コロニーにおける父親を決定するため､血縁度と平均交尾回数を計算した｡そ の結果､コロニー内の父親の数の平均値は22.7士0.67で､女王の有効な交尾回数は16.10 ±1.33で､コロニー内の働きバチの平均血縁度は0.29士0.003であった｡ 5.ニホンミツバチで推定された16回の有効交尾回数は､オオミツバチの26.75回より 少なく､セイヨウミツバチの12.4回､ク口コミツバチの9.1回､ならびにコミツバチの5.6 5回より多かった｡ニホンミツバチの交尾回数が多かった理由として､本種が強い移動分 散性を示す性質が関係しており､女王の適応性を増加させコロニーの環境に対する可塑性 を高めていることが示唆された｡ 審 査 結 果 の 要 旨 セイヨウミツバチ(如上5.阻吐疋旦週I‥)とトウヨウミツバチ(地上.旦仁塁上旦旦旦F.) は､系統発生学的に非常に近縁な閉鎖空間営巣件の種であり､束洋のトウヨウ ミツバチ(通i旦∈￡エa旦墨R.)はヨーロッパにおけるセイヨウミツバチ(A出塁哩坦⊥臼 f旦工旦L.)と同等の生態的地位を占めている｡本研究はトウヨウミツバチ群に含 まれるEl本在来のニホンミツバチ(吐出⊆旦壬旦担旦血旦R.の遺伝的特性を明 らかにするため､日本の9地点より採集した個体群について多数回交尾のレベ ルと巣内の遺伝的構造の解析を行なった｡
エステラーゼとマレートデヒドロゲナーゼのアイソザイムは､セイヨウミツ バチ個体群の遺伝解析によく用いられており､これらの遺伝子座の多型により 種内での女王の交尾回数の推定や亜群の判別が行なわれている｡そこで､ニホ ンミツバチについてエステラーゼとマレートデヒドロゲナーゼの両酵素を電気 泳動した結果､エステラーゼの遺伝子座については1個体群でのみ多型が示さ れが､マレートデヒドロゲナーゼについては各個体群とも単型であったことか ら､採集した個体群については明瞭な遺伝的変異はみられなかった｡ マイクロサテライトの遺伝子座は､短い塩基配列が反復したDNA葡域であ り､非常に多型的な領域である｡セイヨウミツバチの計8対のプライマー(B-124,A-113,A-76,A-43,A-14,A-107,A-88,A-8)を用いて､ニホンミツバチのDN AをPCRで増幅した｡A-107プライマーは一過伝子座に2対立遺伝子を検出 し､その遺伝子頻度より全備体群の平均血縁度(RC=0.278)と有効な交尾回数 (ne=17.9)が推定された｡ マイクロサテライト嶺域の変異の検出が個体群等の研究に役立つことが明白 となったので､ニホンミツバチについて種特異的なマーカー倹出を行った｡ゲ ノムライブラリーの作成とマイクロサテライト領域のクローニングと配列決定 も行った結果､29個の(CT)nと3個の(GT)nマイクロサテライト額域が検出され た｡クローン化されたゲノム中には(CT)nが40kbごとに､また(GT)nが390kbご とに検出され､平均線り返し数は(CT)nが11.5回､(GT)nが5.6回であった｡そ れらのマイクロサテライト缶域のうちの■10個についてプライマーを設計し多型 の検出を試み､Ac-2とAc-24の2組のプライマーはそれぞれの遺伝子座に6つの 対立遺伝子を検出した｡A-107､Ac-2とAc-24のプライマーを使いコロニーにお ける父親の決定､血縁度と平均交庵回数を計算した結果､調査した6コロニー には22.7士0,67(平均値士標準誤差)匹の父親が存在しており､女王の有効な 交尾回数はt6.10±j..33と推定され､6コロニーの平均血縁度は0.29±0.003で あった｡ 今回､ニホンミツバチ(塵且建旦旦E塁旦旦出血)で推定された16回という有効 な交尾回数は､オオミツバチ(地主墨吐旦巳追出･.26.75回)より少なく､またセイ
ヨウミツバチ(如j5嬰旦u上k払_1.2.4回)､ク口コミツバチ(地迎蜘 一猛､9.1.回)､コミツバチ(地建王19封迫､5.65回)より多いものであった｡ニ ホンミツバチの強い移動分散性によって交尾回数が多くなり､このことが女王 の適応度を増加させコロニーの環境に対する可塑性を増加させているものと結 論づけられた｡ 以上について､本審査委員会は慎重に審議し審査委貞全員一致で本論文が博 士の学位を授与されるに十分価値あるものと判定した｡ <学位論文の基礎となる学術論文> .1)R.J.Rozal$ki,H.Sakurai,K..Tuchida,K..and A.Inoue:
Esterase and malate dchydrogenaseisozyves analysisin the population of honeybee,出⊆旦工鮎迫血吐出and hi旦蜘. JapaneseJ.Entonology,64:910-917(1996).
2)R.J.Rozalski,K.Tuchida and H.Sakurai:
A pTeli¶inary report of PCR aqDlificaations of
通迫軋皇￡旦genO血ic DNA.Applied Ento血O10gy and Zoology,32:259-261 (1997).
〈既発表論文>
l)R.J.Rozalskiandl.Za■ilski:
Usage standard dose of senen for theinseqtination of honey bee queenslaying unfertilizcd cggs.Rcs.Bull.1gricultural&Teachers
