2016 Fiscal Year Annual Research Report
匂い成分オンサイト質量分析による水稲害虫トビイロウンカの品種選好・増殖特性の解明
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16H04886
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
松村 正哉 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 九州沖縄農業研究センター 生産環境研究領域, グループ長 (00370619)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
和田 博史 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 九州沖縄農業研究センター 水田作研究領域, 主任研究員 (40533146)
平岡 賢三 山梨大学, クリーンエネルギー研究センター, 特命教授 (80107218)
真田 幸代 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 九州沖縄農業研究センター 生産環境研究領域, 上級研究員 (80533140)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 品種間差異 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
品種選好性に関わるイネの匂い要因を解明するため、全暗条件下でのトビイロウンカの品種選好過程を赤外線ビデオカメラで撮影し、行動パターンを解析した。実験装置に異なるイネ品種を一本ずつ入れ、その中間地点に長翅雌をセットし、イネに取りつく行動を24時間撮影した。選好性がみられた実験区では、5時間以上が経過してから最初の個体がイネに取りつき、その後、他の個体が次々に取りつく行動を観察できた。これらの行動にどのような要因が関係しているかについて、さらにデータを蓄積し解明する。
オンサイトで稲の匂い成分分析を行うことを目的として、1mの長さのテフロン管を用い、匂い成分を遠隔サンプリングできるイオン源を製作し、ポット稲を対象に測定に供した。甘露由来の匂いについても同様の分析に供した。また、採取した甘露液成分を対象にプレッシャープローブエレクトロスプレーイオン化を用いた質量分析を行い、一定の成果が得られた。
トビイロウンカの圃場における増殖過程の品種間差異とその要因解明に関しては、2014～16年に行った水田における個体数推移調査と、出穂期前後のイネの栄養状態の測定（全窒素、全リン酸含量、ケイ酸含量、非構造性炭水化物（NSC）含量）に基づいて、トビイロ発生量の品種間差異とその要因を解析した。その結果、「にこまる」では「ヒノヒカリ」に比べて、トビイロの第1～第2世代にかけて顕著な密度増加がみられた。また、インディカ品種「TN1」と日印交雑品種「北陸193号」においても、トビイロの発生量は「にこまる」と同様に多かった。穂揃期のNSC含量がトビイロの第1～第2、第3世代にかけての増殖率に関与しており、加えて穂揃期の葉身窒素含量も第2～第3世代にかけての密度増加に関与していた。以上から、穂揃期の茎における高いNSC蓄積量という特性が、「にこまる」でトビイロの後期発生量が多い原因である可能性が示唆された。
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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
選好性実験では、赤外線ビデオカメラを用いることで、全暗条件での行動解析が可能となり、品種選好性に関わる行動解析の実験は順調に進捗している。しかし、赤外線ビデオカメラで明瞭な画像を得るためには撮影設定が難しいこと、一回に撮影できる実験区の数が限られること、撮影が成功した場合でも選好性がみられない実験区では解析ができないことなどから、解析に用いられたデータはまだ少ない。このため、引き続きデータを蓄積し、選好性に関わる行動パターンを解明する必要がある。
オンサイト匂い成分質量分析システムを用いてポット稲の匂い分析を行ったところ、トビイロウンカが定位する茎部分においてのみ、特異的な含窒素化合物が検出された。また、選好性が異なることが示唆されている複数の水稲品種に放飼したトビイロウンカから採取した甘露を対象に匂い分析を行った。既存の匂い分析システムでは、上記の物質以外に特定の分子シグナルを観測するには至っていない．プレッシャープローブエレクトロスプレーイオン化を用いた質量分析ではナノリットル以下の甘露液を対象に不揮発性成分を分析できることが確認できた．またこの方法で甘露液の成分に品種間差が認められた。
トビイロウンカの圃場における増殖過程の品種間差異とその要因解明に関しては、研究開始前の2年間のデータを含めて3年間のデータが蓄積され、研究は計画通り順調に進捗している。ただし、2015年に行った圃場試験では自然発生が少なく、虫を放飼しての試験となったため、解析から除外せざるを得ない部分もあった。このため、次年度も本年度の同様の方法で圃場試験を継続する必要がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
選好性実験では、引き続き、全暗条件下で赤外線ビデオカメラを用いた行動解析を行い、行動パターンを一般化できるまでデータを蓄積する。その過程で、トビイロウンカが活発になる時間帯が明らかになった場合には、その時間帯に集中して撮影するなど、データ収集の効率化を図る。また、全暗条件下と全明条件下で選好性実験（ビデオ撮影はしない）を行い、選好性に違いがみられるか検証する。これらの結果から、匂い情報と視覚情報が品種選好性にどのような影響を与えるか検討する。
匂い成分分析システムのサンプリング管から吸着物質の脱離に由来するシグナル軽減を図ることで、匂い分析については更なる感度向上を目指す。甘露の成分分析については、浸透圧計測とともに成分分析を反復する。
トビイロウンカの圃場における増殖過程の品種間差異とその要因解明に関しては、昨年と同じ方法で試験を継続し、年次反復を得た上でデータを取りまとめる。
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