マルハナバチが植物に与える開花促進物質の探索および作用機構の解明

• 研究課題/領域番号: 21K20575
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 0601:農芸化学およびその関連分野
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 森 信之介 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 助教(有期) (10912404)
• 研究期間 (年度): 2021-08-30 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: マルハナバチ / シロイヌナズナ / 開花促進 / 唾液腺 / 傷害行動 / 開花促進物質 / 構造決定

研究開始時の研究の概要

マルハナバチは、周囲の花が不足すると口器を用いて植物の葉に穴を開ける。この行動は植物の開花を早めることが分かっているが、そのメカニズムは不明である。人為的に穴を開けても開花に必要な期間は変化しない。このことから、マルハナバチが穴開け行動の際に開花を促進する化学的な因子を植物に与えていると考えられる。マルハナバチはいかなる化学物質で植物の開花を操作しているのか？本研究ではマルハナバチの抽出物から開花促進物質を単離し、その化学構造を決定することを目指す。

研究成果の概要

セイヨウオオマルハナバチは未開花植物の葉に口器を使って穴を開ける。この行動によって、開花が早まることが知られている。本研究では、ハチが葉に開花促進物質を与えているという仮説の検証と開花促進機構の解明を目的とした。 国内在来種のクロマルハナバチの行動を観察したところ、傷害行動はみられなかった。しかしシロイヌナズナにクロマルハナバチ抽出物を投与すると、開花促進活性が認められ、開花促進因子をもつことが示唆された。各体節の抽出物で活性を調べると、活性は胸部のみに認められた。胸部にはセイヨウミツバチと同様の胸部唾液線が含まれることが明らかになり、活性物質は唾液線に由来するのではないかと推定された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究における試験はハチの体内に植物の開花を促進する化学物質が存在することを示唆した。今後、この開花制御物質を特定できれば、植物生理学的な面からの開花制御メカニズムの研究などにもつながるであろう。また、開花制御の仕組みを理解することで、鑑賞用花卉の安定供給や果実収量の向上など農業上にも多大な貢献が期待できる。