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交尾によって変化するモンシロチョウの寄主探索行動と嗅受容機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K08099
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 昆虫科学
研究機関広島大学

研究代表者

大村 尚  広島大学, 統合生命科学研究科, 准教授 (60335635)

研究分担者 藤井 毅  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任助教 (30730626)
研究協力者 石川 幸男  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード植食性昆虫 / モンシロチョウ / 寄主選択 / 植物揮発性成分 / 幼虫糞 / 触角感受性 / 交尾 / 嗅覚 / 寄主探索 / 忌避作用 / 発現変動遺伝子 / RNAシークエンス / 化学分析 / 昆虫 / 行動学 / 応用動物 / 生理学
研究成果の概要

モンシロチョウの嗅覚を利用した寄主探索や交尾後の行動・嗅受容の変化について調べた。交尾雌は処女雄より匂いに対する反応性が高く、植物模型にキャベツ葉の匂いを賦香すると着陸頻度が増加した。雌の触角嗅覚感受性は交尾前後でほとんど変化しなかったため、交尾雌での行動の鋭敏化は、嗅受容に関する中枢神経系での変化に起因すると推定された。寄主探索をおこなう雌は幼虫糞の匂いを弱く忌避する傾向があり、交尾雌よりも処女雌において忌避反応は顕著であったが、活性物質の特定には至らなかった。雌成虫の遺伝子発現を調べ、触角での発現量は極めて少ないこと、胸部・卵では十数種の遺伝子が交尾後に過剰発現することを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

昼行性のチョウは視覚的手がかりを利用して遠隔的な寄主探索をおこなうと考えられてきた。本研究では、母チョウが視覚のみならず嗅覚も利用することを実験的に証明し、寄主探索の手がかりとなる植物由来のカイロモンを同定するとともに、幼虫糞の匂いが弱いながらも雌を忌避することを見いだした。これらの知見は、アブラナ科の重要害虫であるモンシロチョウの行動を匂い物質で制御するための基礎情報であり、新規防除法開発のシーズになりうる。また、雌成虫の行動は交尾後ダイナミックに変化しており、行動生理学的な視点においても、交尾前の雌の防除および交尾の攪乱がより重要であることが示唆された。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 交尾により母となったモンシロチョウの行動変化2018

    • 著者名/発表者名
      藤井 毅、大村 尚
    • 雑誌名

      アグリバイオ

      巻: 2(6) ページ: 561-565

    • NAID

      40021808306

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Effects of mating on host selection by female small white butterflies Pieris rapae (Lepidoptera: Pieridae)2018

    • 著者名/発表者名
      Itoh Yuki、Okumura Yukiko、Fujii Takeshi、Ishikawa Yukio、Omura Hisashi
    • 雑誌名

      Journal of Comparative Physiology A

      巻: 204 号: 2 ページ: 245-255

    • DOI

      10.1007/s00359-017-1237-x

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Effect of dimethyl disulfide, present in larval frass odors, on host selection by female adults of Pieris rapae2019

    • 著者名/発表者名
      奥村裕紀子、玉井壮太、藤井 毅、石川幸男、大村 尚
    • 学会等名
      34th Annual Meeting of the International Society of Chemical Ecology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Involvement of larval frass volatiles in host selection by female adults of Pieris rapae2017

    • 著者名/発表者名
      Okumura Yukiko, Fujii Takeshi, Ishikawa Yukio, Omura Hisashi
    • 学会等名
      The joint meeting of the 33rd annual meeting of the ISCE and the 9th meeting of the APACE
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] モンシロチョウ雌成虫の寄主探索行動と触角嗅覚応答の交尾後の変動2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤優希・奥村裕紀子・藤井 毅・石川幸男・大村 尚
    • 学会等名
      第61回日本応用動物昆虫学会大会
    • 発表場所
      東京農工大学小金井キャンパス
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 交尾によって変化するモンシロチョウ雌成虫の寄主探索行動2016

    • 著者名/発表者名
      大村 尚・伊藤優希・奥村裕紀子・藤井 毅・石川幸男
    • 学会等名
      平成28年度日本応用動物昆虫学会中国支部・日本昆虫学会中国支部合同例会
    • 発表場所
      鳥取大学広報センター
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 母となったモンシロチョウは匂いも利用して産卵場所を探す。

    • URL

      http://home.hiroshima-u.ac.jp/~homura/LCE/feature.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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