昆虫による寄主植物操作メカニズムの解明に関する研究

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様々な植食性昆虫において、寄主植物の組織を物理的・生理的に改変してゴール（虫こぶ）を形成することが知られている。しかしながら、その詳細な形成メカニズムについては未解明のままである。本研究では、大量増殖が可能なゴール形成昆虫フタテンチビヨコバイと、寄主であるイネ科モデル植物を用いて、昆虫によるゴール形成メカニズムの解明を試みる。とくに、①ゴール形成や形成阻害に関与する植物側の遺伝子の探索、②ゴール形成部位における植物の組織学的変化と遺伝子発現動態、③マイクロインジェクションによるゴール誘導物質の特定および再現、④ヨコバイにおけるゴール形成の適応的意義の解明、の4つを明らかにすることを目的とした。採用最終年度となる本年度は、①ゴール形成や形成阻害に関与する植物側の遺伝子の探索を中心に実験を行い、分子メカニズムの解明を試みた。まず、61種のイネを用いた網羅的な加害実験から、ゴール形成に対して感受性、抵抗性をもつ複数の系統を発見した。次に、ゴール形成が激しいARC10313、相対的に低い台中65号、そして台中65号の遺伝子断片をARC10313で置換した染色体置換系統44品種を用いた実験から、イネにおけるゴール形成の激しさには3,6,8,9番染色体が関与していることが示唆された。それらの染色体の内、本種のゴール形成に重要であると考えられる植物ホルモンに関与する遺伝子座が20個見いだされた。本研究から、昆虫におけるゴール形成メカニズムの解明や抵抗性品種の作出など、応用学的に発展性の高い成果を得ることができた。