チャの防御機構を回避・解毒するカンザワハダニの分子機構の解明

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本研究の目的は，カンザワハダニ（以下，カンザワ）のチャへの適応に関与する遺伝子の同定およびそれら遺伝子の機能解析により，餌資源としての植物を介した生態的種分化の分子機構を明らかにすることである．本年度は，複数の候補遺伝子を標的とした機能解析を中心に研究を進め，その成果を国内外の学会大会において発表した．まず，これまでに実施したトランスクリプトーム解析およびプロテオーム解析より得られたRNAおよびタンパク質の発現プロファイルデータを統合し，カンザワのチャ適応に関与する経路の推定および候補遺伝子の選定した．さらに，複数の遺伝子を標的とした機能解析を実施した．チャに適応したカンザワにおいて，消化および薬物代謝に関与する経路が高発現した．具体的には，主にエステラーゼ活性をもつ酵素群および酸化還元酵素群が上位に選定された．これら酵素群は，チャの主要な二次代謝産物であるカテキン類のエステル結合もしくは環状構造を分解し，解毒工程の一部を担っている可能性がある．特に，酸化還元酵素群では金属タンパク質酵素である複数のカテコールジオキシゲナーゼ（以下，CTD）の高発現が確認された．CTDはカテキン類のカテコール環およびピロガロール環を酸化的に開裂することが報告されており，カンザワ体内でも同様の応答が生じている可能性が高い．カンザワは17種類のCTDをもつと推定され，これらのうち4種類を標的とした機能解析を実施した結果，1種のCTDがチャ上での適応カンザワの生存に寄与することが明らかになった．本研究で供試するハダニ類はいずれも広食性の世界的な農業害虫であり，世代時間が短いため薬剤抵抗性の発達が著しく，常に新規防除標的の探索が求められている．植物の防御物質を回避・解毒する分子機構の解明により，これら害虫の持続可能な総合的害虫管理体系の構築に資する新たな防除標的の発見が期待できる．