Elucidation of reproductive manipulation caused by Wolbachia in Acalolepta fraudatrix

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16H04944
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Forest science
• Research Institution: Forest Research and Management Organization
• Principal Investigator: AIKAWA Takuya 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (90343805)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 前原 紀敏 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (20343808) ; 升屋 勇人 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (70391183) ; 中村 克典 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (40343785)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: ボルバキア / ビロウドカミキリ / 生殖操作 / 細胞質不和合

Outline of Final Research Achievements

Wolbachia are a group of rickettsial endosymbiotic bacteria, they are capable of manipulating host reproduction. The purpose of this study is to elucidate the type of reproductive alteration caused by Wolbachia in Acalolepta fraudatrix. Mating experiment was performed using adults of Acalolepta fraudatrix infected with Wolbachia (infected strain) and those not infected with Wolbachia (uninfected strain), and egg hatching rate was investigated. Although three combinations of males and females (infected males x infected females, uninfected males x uninfected females, and uninfected males x infected females) produced offspring normally, the combination of infected males and uninfected females produced no offspring. Namely, it was clarified that Wolbacha in Acalolepta fraudatrix caused “cytoplasmic incompatibility” to the host.

Free Research Field

森林保護学、森林昆虫学、線虫生態学、分子生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ボルバキアは宿主昆虫の生殖機能を著しく撹乱する性質を持つことから、衛生害虫や農業害虫の分野を中心に生物的防除資材としての利用も検討されるなど、基礎研究だけでなく応用的な分野でも脚光を浴びている。本研究により、森林性昆虫であるビロウドカミキリの体内から、宿主に子孫を作らせなくする、いわゆる細胞質不和合を引き起こすボルバキアの存在が検出された。これによって、今後、森林防疫の分野でもボルバキアを利用した防除技術開発の進展が期待される。