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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

研究課題

研究課題/領域番号 19K06070
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分39050:昆虫科学関連
研究機関京都大学

研究代表者

小澤 理香  京都大学, 生態学研究センター, 研究員 (90597725)

研究分担者 塩尻 かおり  龍谷大学, 農学部, 教授 (10591208)
松井 健二  山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (90199729)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードみどりの香り(GLVs) / チョウ目幼虫 / 直接防衛 / 間接防衛 / 絹糸腺 / 寄生蜂 / FHD / 防衛回避 / 被食防衛 / みどりの香り(GLV) / 関節防衛 / みどりの香り / チョウ目昆虫
研究開始時の研究の概要

植物の誘導的な被食防衛に対し、植食者がそれを積極的に抑制する現象に近年注目が集まっているが、その実態にはいまだ不明な点が多い。本研究では、チョウ目昆虫に広く分布する、植物の「みどりの香り」の生合成を抑制する酵素に注目し、「みどりの香り抑制酵素がチョウ目幼虫による食草の防衛回避に寄与している」という仮説を立てこれを検証する。具体的にはチョウ目幼虫について、本酵素の①酵素としての存在と機能、②食草の誘導的な被食防衛に対する抑制作用を明らかにすることを試みる。本研究成果は、チョウ目昆虫の植食性獲得進化に新しい知見をもたらすとともに、農業害虫としてのチョウ目幼虫の管理につながる基盤的研究である。

研究成果の概要

本研究では、我々がカイコで見出した「みどりの香り生合成の抑制酵素」が、チョウ目幼虫による食草の防衛回避に関与しているという仮説を立て、その検証を行った。その結果、植食者の食性がみどりの香りによる直接防衛に負の影響を与える可能性や、複数のチョウ目幼虫の絹糸腺にみどりの香り抑制活性が存在することを見出し、その普遍性を確認した。また、「みどりの香りの抑制酵素」をノックアウトしたアワヨトウを作出して、本酵素が直接防衛の回避に重要であることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

多くの植物が放出するみどりの香りの機能について、これまで知られていなかったチョウ目幼虫に対する食害抵抗性に関わることを明らかにした。また、チョウ目昆虫であるアワヨトウがもつ酵素(FHD)が、みどりの香りによる植物の抵抗性を回避する機能を持つことを示した。チョウ目幼虫の多くは食葉性であり、葉菜などの農作物に対する害虫となっている。今回明らかにしたみどりの香りの成長抑制活性を利用することで安心安全な害虫管理への応用が期待できる。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Uninfested eggplants exposed to volatiles from conspecific plants infested by omnivorous mirids exhibit jasmonic acid priming and enhanced defenses against herbivores2024

    • 著者名/発表者名
      Hojun Rim、Masayoshi Uefune、Rika Ozawa、Junji Takabayashi
    • 雑誌名

      Arthropod-Plant Interactions

      巻: 18 号: 2 ページ: 205-210

    • DOI

      10.1007/s11829-023-10010-z

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Olfactory responses of Nesidiocoris tenuis to uninfested or conspecific-infested banker plants and Thrips palmi-infested eggplants2024

    • 著者名/発表者名
      Yoneya Kinuyo、Nishimori Satsuki、Yano Eizi、Yamaguchi Kei、Tsumoto Matsuri、Ozawa Rika、Takabayashi Junji、Kandori Ikuo
    • 雑誌名

      BioControl

      巻: 69 号: 1 ページ: 19-28

    • DOI

      10.1007/s10526-023-10234-1

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fecundity of diamondback moth females when offered honey with pyridalyl, a selective insecticide2023

    • 著者名/発表者名
      Rika Ozawa、Masayoshi Uefune、Junji Takabayashi
    • 雑誌名

      Journal of Applied Entomology

      巻: 148 号: 1 ページ: 86-92

    • DOI

      10.1111/jen.13209

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Booklice <i>Liposcelis bostrychophila</i> are efficiently attracted by the combination of 2,3,5,6‐tetramethylpyrazine and ultraviolet light2023

    • 著者名/発表者名
      Kohjiro Tanaka、Rika Ozawa、Junji Takabayashi、Masanori Ochiai、Yoichi Hayakawa
    • 雑誌名

      Pest Management Science

      巻: 80 号: 2 ページ: 426-432

    • DOI

      10.1002/ps.7773

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 植物のみどりの香りを用いたチョウ目幼虫に対する防衛機能2024

    • 著者名/発表者名
      小澤理香、塩尻かおり、大田航、大野裕香、藤田涼平、中尾拓磨、白井雄、大門高明、伊達みのり、松井健二、高林純示
    • 学会等名
      日本昆虫学会第84回大会 第68回日本応用動物昆虫学会大会 合同大会(仙台)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Functions of Green Leaf Volatiles in Direct and Indirect Defense of Plants against Herbivores2023

    • 著者名/発表者名
      Rika Ozawa, Ryohei Fujita, Takuma Nakao, Yuka Ohno, Wataru Ota, Kaori Shiojiri, Kyutaro Kishimoto, Kenji Matsui, Junji Takabayashi
    • 学会等名
      the 33rd International Conference on Arabidopsis Research (ICAR2023)(Chiba)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Direct and Indirect Defenses against Insects in Plants Associated with Green Leaf Volatiles2023

    • 著者名/発表者名
      Rika Ozawa, Ryohei Fujita, Takuma Nakao, Yuka Ohno, Wataru Ota, Kaori Shiojiri, Kyutaro Kishimoto, Kenji Matsui, Junji Takabayashi
    • 学会等名
      CNRS International Research Network France-Japan Frontiers in Plant Biology 2023 Kyoto Symposium (Kyoto)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] チョウ目幼虫の絹糸腺由来の酵素は植物の防衛機能を抑制しているか2023

    • 著者名/発表者名
      小澤理香、塩尻かおり、大田航、大野裕香、藤田涼平、中尾拓磨、白井雄、大門高明、田中萌菜、松井健二、高林純示
    • 学会等名
      第55回種生物学シンポジウム(岡崎)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 殺虫剤の摂食がコナガの次世代数に与える影響2023

    • 著者名/発表者名
      小澤理香、上船雅義、高林純示
    • 学会等名
      第67回 日本応用動物昆虫学会 (大阪)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Synergistic effects of uninfested plants and honey on the attractiveness of the synthetic host-infested plant volatiles to parasitoid wasps2022

    • 著者名/発表者名
      Rika Ozawa, Yoshitsugu Ohara, Kaori Shiojiri, Toru Uchida, Kazumasa Kakibuchi, Kota Sano, Masayoshi Uefune, Junji Takabayashi
    • 学会等名
      XXVI International Congress of Entomology, Helsinki
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アワヨトウ絹糸腺由来の酵素による植物の防衛機能の抑制2022

    • 著者名/発表者名
      小澤理香、塩尻かおり、大田航、大野裕香、白井雄、大門高明、田中萌菜、松井健二、高林純示
    • 学会等名
      日本応用動物昆虫学会 第66回大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 植物のみどりの香りがコナガ幼虫の成長を抑制する2021

    • 著者名/発表者名
      小澤理香、塩尻かおり、中尾拓磨、藤田涼平、松井健二、高林純示
    • 学会等名
      第65回 日本応用動物昆虫学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] みどりの香りの生合成抑制とその生態学的意義2020

    • 著者名/発表者名
      大西真由、後藤智哉、塩尻かおり、小澤理香
    • 学会等名
      第31回新春技術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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