2019 Fiscal Year Research-status Report
農業生態系における生物間相互作用の機能解明と植物保護へのバイオミメティクス応用
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18KT0042
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
森 直樹 京都大学, 農学研究科, 教授 (30293913)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高梨 琢磨 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (60399376)
光野 秀文 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教 (60511855)
針山 孝彦 浜松医科大学, 光尖端医学教育研究センター, 特任教授 (30165039)
平井 悠司 公立千歳科学技術大学, 理工学部, 講師 (30598272)
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| Project Period (FY) |
2018-07-18 – 2022-03-31
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| Keywords | バイオミメティクス / 植物保護 / 害虫の行動制御 / 持続可能性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、バイオミメティクスの観点を導入した新規な側物保護法の確立であり、平成30年度（2018年度）から4年間で計画されている。令和元年度（2019年度）の主な成果は以下の通りである。
１）ハスモンヨトウに抵抗性を示すダイズ品種ヒメシラズから、ハスモンヨトウの腸管由来のtrehalase-2を阻害する(2S,3S)-2,3,4-trihydroxy-2-methylbutanoic acidを同定した。ハスモンヨトウ感受性品種であるダイズ品種エンレイ、タマホマレでは(2S,3S)-体の含有量が優位に低い。この含有量の差が、ハスモンヨトウ抵抗性に一部寄与していることを明らかにした。
２）昆虫は振動を感知すると天敵が接近していると認識し、忌避行動をとったり、摂食や産卵等の行動を中止したりする。このため特定周波数の振動を害虫に与えることで、忌避や行動阻害をおこして、害虫を殺さずに防除できる。栽培施設においてコナジラミに対する阻害効果を検証し、そしてカミキリムシ等の害虫における防除技術に関する特許を取得した。
３）キマエホソバのRNAシーケンス解析で得られたオス優勢的な4種類の性フェロモン受容体候補遺伝子のうち、2種類の機能発現と応答測定を実施した。候補遺伝子を機能発現させた卵母細胞の性フェロモン成分への電流計測により、微弱な電気的応答が取得できる可能性を示した。また、2成分の性フェロモンを用いる2種類のスズメガから性フェロモン受容体候補遺伝子の全長配列を決定し、卵母細胞での機能発現を進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
１）ハスモンヨトウ抵抗性ダイズ品種ヒメシラズが示す抵抗性の一要因として、腸管のtrehalase-2の阻害活性を示す(2S,3S)-2,3,4-trihydroxy-2-methylbutanoic acidを同定した。本化合物が腸管のトレハラーゼを阻害することで、ハスモンヨトウのパフォーマンスが低下し、抵抗性が生じると考えた。
２）前年度に引き続き、磁歪材料を用いた振動発生装置の試作機を用いて、トマト栽培施設においてコナジラミに対する阻害効果を個体数の変動（寄生数調査）によって検証した。その結果、振動発生装置によって、一定期間コナジラミの密度を低下させることが示された。
３）RNAシーケンス、発現様式、および機能発現を通して、タイプⅡ性フェロモン成分を用いるキマエホソバから複数種類の受容体候補の全長配列を決定し、性フェロモン受容体として機能する可能性を示唆した。また、スズメガから新規の性フェロモン受容体候補遺伝子の全長配列を決定した。
以上から、当初の計画以上に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
・ヒメシラズのハスモンヨトウ抵抗性は、弱い抵抗性が重なり合って圃場でも応用で来る強い抵抗性を示す。さらに、ヒメシラズの抵抗性を調査する。
・コナジラミの密度を低下させる、かつ栽培施設内の広範囲に対応可能となる振動発生装置の改良を進める。そして、植物体への振動伝達効率を定量化し、防除効果を検証する。
・対象ガ類の各性フェロモン受容体において、複数成分を精確に識別する機構を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
想定よりも研究が順調に進展したため想定した消耗品の使用が少なくて済んだこと、および予定していた出張がとりやめとなったことから、次年度使用が生じた。次年度には、振動測定用の消耗品を購入する。
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