| 研究課題/領域番号 |
17K19254
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
堀 雅敏 東北大学, 農学研究科, 准教授 (70372307)
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| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| キーワード | 昆虫 / 青色光 / 殺虫 / 青色LED / ショウジョウバエ / 作用部位 / 害虫防除 / 光受容 |
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| 研究実績の概要 |
ショウジョウバエの視覚系突然変異系統のwhite（白色眼）、sepia（セピア色眼）、Bar（棒状眼）、eye missing（複眼欠損）、norpA（ホスホリパーゼC酵素活性欠損）および体色系突然変異系統のebony（黒体色）、視覚系以外の光受容突然変異系統のCry（クリプトクロム欠損）の突然変異7系統と、比較としてCanton-S、住化テクノサービス系統（FBrf0227020）の野生型2系統について、成虫に対する各種青色波長光（405、420、435、450、470 nm）の殺虫効果を調査した。複眼色素異常のwhite、複眼が棒状で野生型よりも顕著に小さいBar、複眼欠損のeye missingは、野性型2系統に比べて青色光耐性が明らかに低かった。一方、whiteと同じく複眼色素異常のsepiaは野性型2系統とほぼ同じかやや高い耐性を示した。このことから、複眼における光吸収は、ショウジョウバエ成虫に対する青色光の殺虫効果にあまり関与していないと考えられた。また、視覚系突然変異のうちホスホリパーゼC酵素活性欠損により複眼での光受容ができないnorpAの青色光耐性も野生型と同程度であった。このことから、複眼はショウジョウバエ成虫に対する青色殺虫光の作用部位ではないと考えられた。さらに、視覚系以外の光受容突然変異であるCryの青色光耐性も野性型と同程度であった。一方、黒体色のebonyは野性型に比べて青色光耐性が顕著に高かった。したがって、青色光は複眼からではなく、体表を透過して体内に吸収され、殺虫効果を発揮するものと考えられた。また、ebonyの体表の吸収スペクトルを野生型と比較したところ、ebonyは明らかに体表での光の吸収率が高いことがわかった。このことから、ebonyでは体表で青色光が吸収され内部に透過しにくいため、殺虫効果が低くなったものと考えられた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
作用部位の解明（成虫）における視覚入力遮断による解析で、ショウジョウバエ複眼からの光入力の物理的遮断を試みたが、非常に困難であったため実施計画を変更することとした。代わりに、視覚系突然変異系統を用いた解析において，供試系統数を当初計画よりも増やして実施した。この計画変更により、作用部位の解明（蛹）における視覚系突然変異系統を用いた解析を本年度実施できず、来年度実施することとした。したがって、進捗は計画よりもやや遅れていると自己評価した。
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| 今後の研究の推進方策 |
・青色殺虫光の作用部位の解明（幼虫）：ショウジョウバエ幼虫における青色殺虫光の作用部位の解明のため、幼虫の光受容器として重要な役割をしているBolwig organ切除個体と無切除個体で効果的波長・有効光強度を比較する。これにより、青色殺虫光の作用部位にBolwig organ が関与しているか明らかにする。
・青色殺虫光の作用部位の解明（蛹）：ショウジョウバエ蛹における青色殺虫光の作用部位の解明のため、今年度未実施となった視覚系突然変異系統の蛹に対する青色光の殺虫効果を調査し、青色光耐性および効果的波長を系統間で比較する。これにより蛹における作用部位と成虫における作用部位とで違いがあるか明らかにする。
・虫体の光吸収特性と効果的波長の関係解明：虫体の光吸収特性を調べることで効果的波長を推定できるか明らかにするため、ホモジナイズした卵および幼虫の吸収スペクトルを解析し、効果的波長とスペクトルの関係を調査する。吸収波長と効果的波長の間に類似性が認められれば、吸収波長を調べることで効果的波長を推定することが可能か検討する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初予定していたLEDパネルの今年度の更新を来年度にしたため、次年度使用額が生じた。光強度が減衰してきたLEDパネルが複数見られるため、来年度はこれらの更新にも使用する。また、研究成果も得られてきたので、来年度は積極的に成果発表を行う予定で、それらの旅費や投稿費用などにも使用する予定である。その他、昆虫飼育に使用する物品類、スペクトル分析や照射実験に使用する試薬や消耗品類に使用する予定である。
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