2019 Fiscal Year Research-status Report
共生細菌が駆動する宿主害虫イモゾウムシの繁殖形質の進化の解明と防除技術への展開
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18K05667
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| Research Institution | Obihiro University of Agriculture and Veterinary Medicine |
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Principal Investigator |
熊野 了州 帯広畜産大学, 畜産学部, 准教授 (90621053)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菊池 義智 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (30571864)
日室 千尋 琉球大学, 農学部, 協力研究員 (60726016)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | イモゾウムシ / ナルドネラ / 共生細菌 / 性的対立 / サツマイモ / 配偶行動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昆虫体内の共生細菌には，宿主昆虫の生存で重要な機能を受け持つものが存在し，ゾウムシの一部は硬い外骨格や交尾器(トゲや挿入器)の形成を共生細菌の働きに依存している．こうした事実は，共生細菌が宿主の配偶者選択やオス間競争といった繁殖に直接関与していることを示している．特に，オス交尾器の硬いトゲは雌雄の性的対立を生み出す繁殖形質として知られるが，共生細菌はこの形質を操作し対立を激化させるよう機能している可能性が高い．本研究では，サツマイモの難防除害虫イモゾウムシとそのクチクラ質形成に関与する共生細菌ナルドネラの系を利用し，ナルドネラ機能の操作により，共生細菌が宿主昆虫の性的対立と適応度成分に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした．ナルドネラは一般的に寄主であるイモゾウムシに比べて高温に弱い特徴を持つ．しかし，イモゾウムシとナルドネラの系での共生細菌の機能に関する知見は断片的で，基礎生態学的な知見の解明を要している．そこで今年度は，イモゾウムシ体内のナルドネラ量の操作実験を可能にするため，ナルドネラの高温耐性能力とナルドネラ喪失に最も効果的なイモゾウムシのステージの特定を目的とした実験を行った．その結果，25°Cや28°Cに比べ31°Cの高温飼育でナルドネラ量はより減少し，羽化直後や蛹期に7日間高温飼育（31°C）することで．コントロール（25°C飼育）に比べ性成熟時にナルドネラ量が有意に減少することが明らかになった．ナルドネラ量の人為的な操作が可能になったため，これら知見を用い，次年度以降の性的対立の激化を改名するための，ナルドネラ量を操作した配偶行動実験が可能になった．
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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
高温飼育を行ったイモゾウムシを用い，昨年度確立した定量PCRを用いたナルドネラ量の定量により，（1）ナルドネラの高温耐性能力と（2）ナルドネラ喪失に最も効果的なイモゾウムシのステージの特定を行った．その結果，25°Cや28°Cに比べ31°Cの高温飼育でナルドネラ量はより減少し，羽化直後や蛹期に7日間高温飼育（31°C）することで．コントロール（25°C飼育）に比べ性成熟時にナルドネラ量が有意に減少することが明らかになった．ナルドネラ量の人為的な操作が可能になったため，これら知見を用いた配偶行動に関する実験が可能になった．一方で，新型コロナの影響により学会発表などで共同研究者との議論を深める機会が十分に作ることができなかった．
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| Strategy for Future Research Activity |
室内実験：高温処理によりナルドネラを除去したオスは，配偶行動で雌に選ばれにくい傾向があることが19年度の予備実験によって示された．このことを明らかにするため，配偶行動観察の反復を増やす予定である．また，ナルドネラ除去個体の交尾器形態（トゲ数）のコントロール個体との比較を予定している．高温飼育のイモゾウムシのサンプルはすでに入手できており，解剖による定量化は迅速に行えると考えている．
野外調査：本研究では沖縄県久米島で，イモゾウムシの野生個体サンプリングと，気象条件（地下温度）の測定を行なってきた．ゾウムシのサンプリングは協力研究者によって進められているが，設置した温度ロガーの回収が新型コロナ発生のため難しい状況にある．現在野外の気温データの取り扱いについて検討中である．問題が収束すればできるだけ早い時期にロガー 回収に行く予定である．
オンライン会議システムなどを通じて共同研究者らと意見交換を積極的に行い，議論と理解を深めたい．
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| Causes of Carryover |
新型コロナの影響で学会が開催されず出張旅費の執行ができなかったため．今年度の実験で消耗品と共同研究者との議論のための旅費として使用する予定．
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Research Products
(7 results)
