2019 Fiscal Year Research-status Report
チョウ目昆虫が植物の防衛機構を回避するシステムの解明
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19K06070
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
小澤 理香 京都大学, 生態学研究センター, 研究員 (90597725)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
塩尻 かおり 龍谷大学, 農学部, 准教授 (10591208)
松井 健二 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (90199729)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 被食防衛 / みどりの香り（GLV) / チョウ目幼虫 / 直接防衛 / 関節防衛 / 防衛回避 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、植食者が植物の防衛機構を回避するシステムについて、カイコで報告されている「みどりの香り」の抑制機構が、他のチョウ目昆虫に広く存在するという仮説を立て、その検証を行っている。
2019年度は、みどりの香りが植物のチョウ目幼虫に対する直接防衛を担っているかについて、ヤガ科のハスモンヨトウとアワヨトウを用いて、みどりの香りがこれらの幼虫の成長に与える影響を調べた。その結果、ハスモンヨトウでは、検討した3種のみどりの香りのうちどの化合物も幼虫の成長に影響しなかった。一方、アワヨトウでは、蛹化までの期間や死亡率には、どの化合物も影響しなかったが、体重増加に青葉アルデヒドが影響を与えることが明らかとなった。この結果を踏まえて、カイコで見つけられた、みどりの香りの生合成を特異的に抑制する酵素fatty acid hydroperoxide dehydratase（FHD）について、アワヨトウにおける活性の存在と遺伝子発現解析を試みた。アワヨトウから絹糸腺を摘出し、アワヨトウの食草の1つであるイネを用いて、みどりの香りの抑制活性を調べたところ、絹糸腺抽出物量が多くなるほど抑制活性が上がることが示された。これらの結果より、アワヨトウでは絹糸腺にみどりの香り抑制活性が存在し、これが植物のみどりの香りによる直性防衛を回避する手段となっている可能性が示唆された。FHDの遺伝子発現については、アワヨトウでの存在をRT-PCRで確認する準備として、ゲノムの明らかでないアワヨトウの絹糸腺を材料にRNA-Seqを行った。その結果、BmFHD（カイコのFHD）のホモログとして、5個の遺伝子配列が見いだされた。今後は、これらのホモログのうち、植物のみどりの香りの抑制に関わる配列を明らかにする。さらにこの配列を用いて、アワヨトウの各組織における本遺伝子の発現レベルを明らかにしていく。
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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
FHDが食草による直接防衛に与える効果については、本申請で予定している植食者全体のうち、ハスモンヨトウとアワヨトウについて、それらのパフォーマンスに及ぼすみどりの香りの影響を調べることができた。FHD活性についてもアワヨトウでDose-responseを確認することができ、おおむね計画通りに推進されている。FHD遺伝子の発現については、アワヨトウのゲノム解析が進んでいないため、RNA-Seq解析によるBmFHDホモログの探索からのスタートとなったが、ホモログが確認できたので、これらを基に、アワヨトウのFHDを明らかにし、発現解析を進める。
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| Strategy for Future Research Activity |
FHD遺伝子の発現解析については、RNA-Seq解析で見いだされたBmFHDホモログ配列をもとに、アワヨトウのFHD遺伝子配列を明らかにし、各組織や成長段階における発現解析を行い、カイコでの報告と比較する。FHD活性については、ゼネラリストのハスモンヨトウのほか、アブラナ科のスペシャリストであるコナガも材料に絹糸腺におけるみどりの香り抑制活性の有無を確認していく。チョウ目以外のカブラハバチも材料に加えることにより、この活性がチョウ目に限定されているか否かを検証する。みどりの香りがチョウ目幼虫のパフォーマンスに及ぼす影響に関しても、さらに、アブラナ科植物の害虫であるコナガなどを用いて検証していく。アブラナ科については、シロイヌナズナの使用も計画に加える。みどりの香りの変化が間接防衛（天敵の誘引）に及ぼす影響についても、被害植物から放出される揮発性物質の分析と寄生蜂の誘引性を調べることで、明らかにしていく。
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| Causes of Carryover |
国内学会に参加し、成果の発表を計画していたが、新型コロナウイルス感染防止対策のため、学会が開催されなかったため、次年度使用額が生じた。次年度には、学会並びに論文としての成果発表に使用していく。
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