2015 Fiscal Year Annual Research Report
コウチュウ目昆虫の寄主認識におけるふ節の役割の解明と害虫防除への応用に関する研究
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15H04461
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
堀 雅敏 東北大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (70372307)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 昆虫 / コウチュウ目 / 寄主選択 / 味認識 / 植物化学物質 / ふ節 / 味覚 / 感覚子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ふ節味覚感覚子の存在有無の網羅的解明では、コウチュウ目の様々な科の昆虫種について、ふ節上の味覚感覚子の存在の有無を走査型電子顕微鏡で調査した。ハムシ科については、全17亜科中、入手できた15亜科について、ふ節味覚感覚子の存在を確認した。これにより、ふ節味覚感覚子の存在はハムシ科昆虫に共通した特徴と考えられた。カミキリムシ科については調査した22種の内16種で、オトシブミ科では4種すべて、チョッキリ科では2種すべてで、ふ節味覚感覚子の存在が確認された。また、ミツギリゾウムシ科のアリモドキゾウムシでも存在が確認された。これに対してゾウムシ科では、調査した6種の中で存在が確認されたのは1種だけであり、オサゾウムシ科では調査した2種とも存在が確認されなかった。以上から、コウチュウ目においてふ節味覚感覚子の存在は共通な特徴ではないが、ハムシ科など一部の分類群においては共通した特徴であることが明らかになった。
寄主認識におけるふ節の役割の解明では、イチゴハムシを用い、寄主および非寄種の葉表面物質に対する各種味覚器官の味認識について、ハーフディスク法により行動学的に調査した。その結果、イチゴハムシは寄主植物の葉表面ワックスと滲出物の両方を味認識できるが、寄主認識においては葉表面ワックスのほうがより重要な役割をしていることが明らかになった。また、イチゴハムシは寄主と非寄種の葉表面ワックスを、ふ節味覚感覚子だけで識別できることも明らかになった。その認識能力は高く、同じ科に属する植物でも、寄主と非寄主を識別できることも明らかになった。さらに、スクロースを用いた味認識の試験により、ヒメカメノコハムシもふ節だけで味を認識できることが明らかになった。以上から、ハムシ科昆虫はふ節で味を認識し、寄主を識別できることが明らかになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ハムシ科については全17亜科中15亜科について、ふ節味覚感覚子の存在を確認するなど、ほとんどの亜科について調査を実施した。また、その他の科についても多くの種において、ふ節味覚感覚子の形態学的調査を行った。これにより、ふ節味覚感覚子の存在は、コウチュウ目全般に共通した特徴ではないが、ハムシ科では共通していることを明らかにすることができた。
また、行動学的研究により、ハムシのふ節味覚感覚子の味認識能力は予想以上に高く、同じ科に属する植物でも、ふ節だけで寄主と非寄主を識別できることを明らかにできた。以上のことから、ハムシ科昆虫においては、ふ節が寄主選択の際の味覚認識にきわめて重要な役割をしていることをほぼ証明できたと考え、形態学・行動学的解析に関しては、当初の計画以上に進んでいると考える。
しかし、ふ節の味覚物質に対する電気生理応答実験が、ノイズの除去等に時間を要し、やや遅れ気味となっている。よって、全体的には、おおむね順調に進展していると自己評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
形態学的解析に関しては、様々な科に属する昆虫種について、走査型電子顕微鏡 (SEM) を用いて、ふ節味覚感覚子の存在の有無を継続して調査する。また、SEMでふ節味覚感覚子と推察された感覚子について、透過型電子顕微鏡 (TEM) を用いて内部構造を観察し、味覚感覚子であることの裏付けをする。まずは、TEM観察用のふ節味覚感覚子の試料作成の方法を確立する。
電気生理学的解析に関しては、実験手法を早急に確立し、まずはイチゴハムシをモデルとして、糖や塩に対する応答を調査する。
行動学的解析に関しては、ハムシ以外の種について、ハムシと同様に、味物質に対する各種味覚器官の味認識能力を行動試験により明らかにする。特に、ふ節味覚感覚子が形態学的に確認されていないオオニジュウヤホシテントウについて、ふ節による味認識の違いをハムシと比較解析する。
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[Presentation] The role of tarsi in host selection by Chrysomelidae2015
Author(s)
Shun YOSANO, Minami AKATSU, Yasuhiko KUTSUWADA, Shuhei MASUTA, Rei KAKAZU, Naoshi MASUOKA, Kazuhiro MATSUDA, Masatoshi HORI
Organizer
The 8th Asia-Pacific Conference on Chemical Ecology
Place of Presentation
Hyatt Regency Orange County (Anaheim, USA)
Year and Date
2015-09-23 – 2015-09-26
Int'l Joint Research
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