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

本研究では、植食者が植物の防衛反応を回避するシステムについて、カイコで報告されている「みどりの香り」の抑制機構が、他のチョウ目昆虫に広く存在するという仮説を立て、その検証を行っている。これまでに、みどりの香りが直接防衛として機能するか否かについては、狭食性植食者（スペシャリスト）と広食性植食者（ゼネラリスト）では異なる可能性を示した。また、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、ならびに、アワヨトウの絹糸腺に高発現するのFHD-like遺伝子*の配列を明らかにした。2022年度は、前年度に作成したアワヨトウのFHD遺伝子のノックアウト体を用いて、間接防衛に関して研究を進めた。アワヨトウに食害されたトウモロコシから放出される揮発性物質に、アワヨトウの幼虫に寄生するカリヤサムライコマユバチ（寄生蜂）が誘引される。このため、被食植物の香りは間接防衛として機能していると考えられる。また、この寄生蜂は、アワヨトウの食害痕や糞も寄主探索の手がかりとして利用する。そこで、被食トウモロコシ、食害痕、糞について、ノックアウト体由来のものと野生型由来のものに対する寄生蜂の反応を比較した。その結果、被食植物と食害痕については、FHDのノックアウトにより、むしろ寄生蜂の反応が抑えられる傾向が見られた。一方、糞に対しては、ノックアウト体由来のものに、より高い反応性を示した。このことから、みどりの香りの抑制が寄生蜂の探索行動の回避にかかわる可能性が示された。今後は野生型とノックアウト体の糞の化学分析を進める。*FHD-like遺伝子（FHD; fatty acid hydroperoxide dehydratase, みどりの香りの生合成を特異的に抑制する酵素）

本研究では、植食者が植物の防衛反応を回避するシステムについて、カイコで報告されている「みどりの香り」の抑制機構が、他のチョウ目昆虫に広く存在するという仮説を立て、その検証を行っている。これまでに、みどりの香りが直接防衛として機能するか否かについては、狭食性植食者（スペシャリスト）と広食性植食者（ゼネラリスト）では異なる可能性を示した。また、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、ならびに、アワヨトウの絹糸腺に高発現するのFHD-like遺伝子*の配列を明らかにした。2022年度は、前年度に作成したアワヨトウのFHD遺伝子のノックアウト体を用いて、間接防衛に関して研究を進めた。アワヨトウに食害されたトウモロコシから放出される揮発性物質に、アワヨトウの幼虫に寄生するカリヤサムライコマユバチ（寄生蜂）が誘引される。このため、被食植物の香りは間接防衛として機能していると考えられる。また、この寄生蜂は、アワヨトウの食害痕や糞も寄主探索の手がかりとして利用する。そこで、被食トウモロコシ、食害痕、糞について、ノックアウト体由来のものと野生型由来のものに対する寄生蜂の反応を比較した。その結果、被食植物と食害痕については、FHDのノックアウトにより、むしろ寄生蜂の反応が抑えられる傾向が見られた。一方、糞に対しては、ノックアウト体由来のものに、より高い反応性を示した。このことから、みどりの香りの抑制が寄生蜂の探索行動の回避にかかわる可能性が示された。今後は野生型とノックアウト体の糞の化学分析を進める。*FHD-like遺伝子（FHD; fatty acid hydroperoxide dehydratase, みどりの香りの生合成を特異的に抑制する酵素）