| 研究課題/領域番号 |
18K06434
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| 研究機関 | 名城大学 |
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研究代表者 |
上船 雅義 名城大学, 農学部, 准教授 (90559775)
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| 研究分担者 |
高林 純示 京都大学, 生態学研究センター, 教授 (10197197)
小澤 理香 京都大学, 生態学研究センター, 研究員 (90597725)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 植物防衛 / ゼニゴケ / 直接防衛 / 間接防衛 |
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| 研究実績の概要 |
ナミハダニがゼニゴケ上に張った網上に産卵することでゼニゴケのふ化抑制を回避し、ふ化率が向上しただけでなく、維管束植物においても種によっては網上の産卵によりナミハダニは植物のふ化抑制を回避している可能性あることがわかってきた。
OPDAが生産できないゼニゴケを匂い源に用いてナミハダニの天敵であるチリカブリダニの誘引を調べたところ、チリカブリダニに対する誘引性は認められなかった。このため、ゼニゴケの天敵誘引は、OPDAが関与した誘導防衛あることを明らかにした。一方、ナミハダニの忌避性を確認したところ、OPDAが生産できないゼニゴケを匂い源にしてもナミハダニに対する忌避性が確認でき、ゼニゴケの害虫忌避は恒常的な防衛であることが示唆された。さらに、ゼニゴケのチリカブリダニに対する誘引性は、ハスモンヨトウ幼虫の食害では認められず、ゼニゴケにおいて植食者種特異的な天敵の誘引性が確認できた。このことは、ゼニゴケは、維管束植物と同様に植食者種により匂いを変化させ、誘引する天敵種を変化させる能力を持つ可能性を示した。
ゼニゴケの匂い分析を行った結果、機械傷を受けると健全なゼニゴケと比べて大量のセスキテルペンが放出されることが明らかになった。面白いことに、植食者が食害するとセスキテルペンの放出が抑えられ、モノテルペンの放出が増加し、ゼニゴケは食害特異的な匂いの放出をすることが分かった。
ゼニゴケも維管束植物と同様に植物間コミュニケーションを行うかどうかを調べた結果、ナミハダニ食害ゼニゴケの匂いを暴露されたゼニゴケ上のナミハダニは、健全ゼニゴケの匂いを暴露されたゼニゴケ上と比べて産卵数が減少した。このことから、ゼニゴケは、維管束植物と同様に植物間コミュニケーションをする能力があることが明らかとなった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
計画の１つにナミハダニの網上産卵の行動にふ化抑制回避を明らかにしていくことがあるが、ゼニゴケ上だけでなく維管束植物の場合でもそのような可能性をあることを示せており、ある程度達成できていると考える。しかし、ゼニゴケ上で世代を繰り返したナミハダニの系統を作成して、網上産卵の行動が増加するかどうかの実験を試みたが、この実験はゼニゴケ上でナミハダニの世代を回すのが難しくに失敗に終わった。
ゼニゴケの天敵であるチリカブリダニの誘引が誘導防衛であるかどうかも、研究においてOPDAが関与した誘導防衛であることを明らかにできており目標を達成できている。植物ホルモンに関するテーマが実施できていないが、チリカブリダニの誘引に関しては、さらに、植食者種特異的は反応であることを明らかにし、維管束植物と同じような能力をゼニゴケが有しているという生態学的に重要で計画以上の成果を出した。
ゼニゴケの匂い分析においては、ゼニゴケ特異的なチリカブリダニを誘引する候補物質は発見できていないが、植食者の食害によりセスキテルペンの放出が抑えられる現象を発見した。また、食害ゼニゴケは、健全ゼニゴケと機械傷ゼニゴケと異なる匂いを放出していることが確認できており、おおむね計画通りに成果をあげられた。
植物間コミュニケーションのテーマにおいても、食害ゼニゴケの匂いを受容したゼニゴケ上のナミハダニの産卵数が減少しており、ゼニゴケに植物間コミュニケーションできる能力があることを明らかにできたことから計画通りの成果を上げることができた。
以上のように、一部計画は進められなかったものの、他の計画以上の研究成果によりおおむね進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
ゼニゴケは油体を有しており、この油体にセスキテルペンを恒常的に蓄積している。本研究によって、ゼニゴケが機械傷を与えられた場合、様々なセスキテルペンが大量に放出することが明らかになった。加えて、植食者の食害によりゼニゴケのセスキテルペン放出が抑えられるという非常に面白い現象が確認できた。そこで、計画を変更して植食者が積極的にゼニゴケのセスキテルペン放出を抑えているかを評価していく。
食害を受けたゼニゴケの匂いを暴露されえたゼニゴケ上のナミハダニは産卵数が減少したことから、ゼニゴケは維管束植物と同様に植物間コミュニケーションにより植食者に対する抵抗性を向上させることが明らかとなった。そこで、ゼニゴケの植物間コミュニケーションによる植食者への抵抗性向上について誘導防衛が関与しているかどうかが新しい疑問となる。このため、この疑問に対する答えを得るために計画を変更し、ゼニゴケの植物間コミュニケーションによる抵抗性向上に誘導防衛に関わるOPDAが重要かどうかを評価する。また、別の植物コミュニケーションよる植物の防衛手段として、ゼニゴケは食害を受けた植物の方向を避けて葉状体を伸ばすことが考えられる。そこで、ゼニゴケが食害を受けた植物の匂いを忌避して葉状態を伸ばしていくかを評価していく。
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