2020 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、その検証を行う。また、この機構の生態学的意義を明らかにすることを目的としている。
2020年度は、アブラナ科のスペシャリストであるコナガについて、シロイヌナズナのみどりの香りの過剰生産株と生産抑制株を用いて、コナガのパフォーマンスに与える影響を調べた。その結果、みどりの香りの生産は蛹化までの期間や蛹の体重には影響しなかったものの、幼虫の体重については、生産抑制株で野生株よりも増加した。このことから、アワヨトウに次いでコナガにおいてもみどりの香りは幼虫期のパフォーマンスに影響を与えると考えられた。また、シロイヌナズナを用いて絹糸腺のみどりの香りの抑制活性を調べたところ、スペシャリストのコナガにもゼネラリストのハスモンヨトウにも、容量依存的な抑制活性が存在することが明らかとなった。
また、2019年度に行ったRNA-Seqの結果より、アワヨトウにはFHD-like遺伝子（注：FHD ; fatty acid hydroperoxide dehydratase, みどりの香りの生合成を特異的に抑制する酵素）としてMsFHDL1-5の5遺伝子の存在が確認できた。2020年度は絹糸腺に加え、頭部、中腸、マルピーギ管、脂肪体から、RNAを単離し、これらの遺伝子についてRT-qPCRにて発現解析を行ったところ、これら５つのFHD-like遺伝子は絹糸腺特異的に発現していることが明らかとなった。また、５つのFHD-like遺伝子のうち、MsFHDL1は全体の約70%を締める発現量であることが示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
FHDが食草による直接防衛に与える効果については、アワヨトウに加えてコナガについても、幼虫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活性については、コナガとハスモンヨトウでdose-responseを確認することができ、これらの点においては、おおむね計画通りに推進されている。また、アワヨトウについては、FHD-like遺伝子の絹糸腺特異的な発現も確認できた。しかし、FHDの間接防衛への関与の検証についての実施がやや遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
みどりの香り（GLV）の直接防衛への関与については、これまでスペシャリストで検証してきたが、ゼネラリストであるハスモンヨトウについても、シロイヌナズナのGLV生産制御株を用いて検証していく。また、GLVの変化が間接防衛（天敵の誘引）に及ぼす影響については、これまでの結果を踏まえて、主としてアワヨトウとコナガに対する寄生蜂の、被害植物への反応をGLV添加法などを用いて検証していく。FHD活性については、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。
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| Causes of Carryover |
国際学会に参加し、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、学会が延期になった。また、同様の理由で研究にも若干の滞りがあった。これらの理由により次年度使用額が生じた。次年度は、スムーズな研究推進に使用するとともに、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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