Elucidation of the evolution of sex pheromone communication systems in moths and its application

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17H03776
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Plant protection science
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Ishikawa Yukio 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任研究員 (60125987)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中 秀司 鳥取大学, 農学部, 准教授 (00443846) ; 松尾 隆嗣 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (70301223)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: Type-II 性フェロモン / 生合成 / エポキシダーゼ / P450 / シャクガ科 / トモエガ科 / ノメイガ亜科 / 炭化水素成分

Outline of Final Research Achievements

Moth female sex pheromones have been largely classified into type I and type II; however, reports on the moth species that utilize both types (Hybrid type) have recently increased. In the present study, we studied 1) the use of hybrid type pheromone in the superfamily Pyraloidea (Pyralidae + Crambidae families), and 2) the enzymes involved in the production of type-II sex pheromones. Results are as follows. 1) By systematic collection of moth species belonging to Pyraloidea, we were able to reveal the taxa in which hybrid-type sex pheromones are utilized. 2) by utilizing RNA-seq technology and functional assays of heterologously expressed proteins, we were able to identify the molecular entity of epoxidases that introduce epoxy ring into the precursor of type-II sex pheromones to be cytochrome P450s (CYPs).

Free Research Field

昆虫化学生態学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

・本研究により、炭化水素及びその誘導体（TypeⅡ成分）がガ類の性フェロモンの微量成分として重要であることが示され、今後の性フェロモン同定研究に指針を示すことができた。
・本研究により、TypeⅠからTypeⅡ性フェロモン交信系への進化の過程を推定することができた。どの分類群でHybrid typeが利用されているかの推定が合理的にできるようになり、微量成分の同定を効率的に行うことができるようになった。
・TypeⅡ性フェロモンの生合成に重要な役割を果たすエポキシ化酵素について、初めてその実態を分子レベルで明らかにすることができた。今後、この分野の研究が深化、加速されることが期待される。