2013 Fiscal Year Research-status Report
短波長可視光の殺虫メカニズムの解明と害虫防除への応用に向けた基礎的研究
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25660261
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Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
堀 雅敏 東北大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (70372307)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 短波長 / 可視光 / 青色光 / 殺虫 / 照射 / 害虫防除 / 成育阻害 |
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| Research Abstract |
キイロショウジョウバエ、チカイエカ、ヒラタコクヌストモドキの蛹に各種波長のLED光を照射し、短波長可視光の殺虫効果を調査した。その結果、ショウジョウバエの蛹は435nmと470nmに高い効果がある２山型を示すのに対し、チカイエカは420nmのみに高い効果がある１山型を示すことが明らかになった。また、それぞれの最大効果波長で比較した場合、殺虫に必要な光強度はチカイエカはショウジョウバエに比べて4倍程度高いことも明らかになった。コクヌストモドキはショウジョウバエよりも短波長可視光照射に弱く、405～470nmではどの波長でも、比較的低い光強度で100％の殺虫効果が得られた。また、ショウジョウバエ蛹に関しては、光強度と殺虫効果の関係も調査し、効果を示す波長では強度依存的に効果が高くなることが明らかになった。一方、530～730nm光では、強度を高くしても殺虫効果はみられなかった。光強度と効果の関係から、ショウジョウバエ蛹に対する光の殺虫効果は、470＞435＞375＝450＞420＞490＞405＞500＞＞530～730の順となることが示され、波長が短いほど効果が高いというわけではないこと、紫外線よりも特定波長の可視光のほうが効果が高いことが明らかになった。ショウジョウバエに関しては、蛹に対して最も高い殺虫効果を示した470nmの卵、終齢幼虫に対する殺虫効果も調査した。その結果、470nm光は卵や幼虫に対しても殺虫効果を示した。終齢幼虫に関しては、4段階の光強度で24時間照射し、羽化せずに死亡した個体の発育段階を解剖により調査したが、光強度が高いほど、発育の初期段階で死亡することが明らかになった。高い光強度では蛹化前に致死する個体も多く見られた。興味深い点として、眼の着色過程の発育段階で死亡している個体はみられず、致死個体は蛹の発育段階の初期段階か後期段階で死亡していた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
ハエ亜目だけでなくカ亜目に対しても短波長可視光照射の殺虫効果があること、さらにはコウチュウ目でも効果があることを示し、短波長可視光の殺虫効果は特定の昆虫分類群に限定されない可能性をすでに見出しつつある。また、種特異的な特定の波長が効果が高いことが明らかになったことから、光受容性物質など種特異的に有しているものが殺虫に関与している可能性が高いことを見出している。また、蛹表皮や蛹殻には透過波長の選択性がないこともすでに明らかにしている。以上から、当初計画以上に進展していると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
ハムシなど屋外性のコウチュウ目やチョウ目昆虫について殺虫効果を調査し、完全変態昆虫に対する短波長可視光殺虫効果をさらに明らかにする。また、アブラムシやアザミウマなどの不完全変態昆虫に対する効果も明らかにする。これにより、短波長可視光が殺虫効果を示す昆虫の分類群について明らかにしていく。メカニズムについては、昆虫細胞に対して短波長可視光が直接、傷害を与えているのか、あるいは、光受容物質などを介して傷害を与えているのか明らかにしていく。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
本課題で共用のウエィトを高くしていたバイオマルチインキュベータの使用が、もう一方の科研費課題での使用が多く見込まれたため、当初計画より本課題での支払額を少なくした。また、すでに所持していたLEDパネルなどの消耗品の買い替えを予定していたが、本年度は所持品が使用に耐えたことから、買い替えの必要がなくなった。
これまで光源として1メーカーのLEDのみを用いていたが、他の光源での再現性をみるため、キセノン光源ランプとこれから特定波長光のみを選択するための、バンドパスフィルターや波長カットフィルター類を購入する。また、メカニズム解明のための培養細胞や活性酸素測定キット、分析に用いる消耗品類などを購入する予定である。また、使用しているLEDパネルが長期の連続使用により劣化しやすいため、新たなパネルへの買い替えなども予定している。
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Research Products
(2 results)
