植食性昆虫における植物加工行動の適応的意義と種多様性に及ぼす影響

植食性昆虫植物加工行为的适应性意义及其对物种多样性的影响

基本信息

批准号：
18J40212
负责人：
小林知里
金额：
$ 2.33万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

茎に産卵する際にそこにつく葉をすべて切り落としてしまう「剪定」産卵行動を行うカタビロハムシについて、その行動の適応的意義を調べるマルバアオダモを用いた野外操作実験から、葉がついたままの茎内では卵は５０％が死亡し、残りの５０％も幼虫後期に至る前に全て死亡する、ということがこれまでの申請者の研究から明らかになっている。そこで、申請者は植物が茎を食害から守る誘導防御システムとして、何らかの葉を介した仕組みがあるという仮説を立て、葉があると産卵に対し茎での遺伝子発現はどのように変化するのか、を明らかにするために①茎につく葉をすべて切り落としてから茎に卵を移植した株②茎につく葉はそのままで、卵を茎に移植した株③カタビロハムシが葉を切り落とし産卵した株④産卵・卵移植が行われていない、無操作の株の４処理それぞれの葉と茎のRNAseqを外注した。発現量変動遺伝子の比較の結果からは、茎に産卵する際に葉がある場合とない場合では、操作後1日目ではシグナル伝達に関わる遺伝子などの発現が有意に変化し、操作後6日目には植物の誘導防御に関わるエチレンやジャスモン酸などの植物ホルモンに関わる遺伝子発現の変化がみられることが分かってきた。これらは、実際に茎の産卵に対する誘導防御発動に葉が影響を与えているという仮説を支持する結果である。葉がついたままでは、産卵に対し茎での誘導防御として知られているセスキテルペンなどの有毒なテルペン類に関わる遺伝子発現が変化することもわかり、茎での誘導防御による有毒物質生成が行われていることも確かめられた。本結果については現在解析を進めており、近々論文として投稿予定である。また、日本生態学会で植食性昆虫による植物加工行動についてのシンポジウムを企画し、本結果についての発表も行うとともに、植食性昆虫の植物加工行動に関する知見を深め有意義な議論を行う場も作った。

申请人先前的研究表明，有50％的卵死在茎中，其余50％的卵在达到幼虫的后期之前就死了。因此，申请人假设存在某种叶片介导的机制作为一种保护茎免受饮食的诱导防御系统，并阐明叶子上的基因表达在叶片时的基因表达如何变化，当存在叶子时，1）茎上所有叶子上的所有叶子都将茎上的所有叶子切断并植入茎上的叶子，并将叶子植入茎上，并在茎上植入叶子，并将叶子固定在茎上，并在茎上被固定在茎上，卵子均被固定在茎上，并在茎上均匀地构成，卵子是卵形的，卵子是卵形的，卵子是卵子的，并在卵子上均匀地构成，并将其固定在卵中，并在茎上均匀地构成，并将其固定在卵中，并在叶子上均匀地构成，并将其固定在叶子上。切断叶子，卵子下卵，并产生卵4）一个菌株，其中没有产生鸡蛋或鸡蛋转移。表达水平变化的基因的比较表明，当茎有叶且没有叶子时，在手术后的第一天以及手术后的第六天，与信号传导的基因表达显着变化，与植物激素相关的基因表达的变化（如乙烯和贾斯元素）与植物诱导的防御有关。这些结果支持叶子实际影响茎防止卵子的诱导防御能力的假设。还发现，与有毒萜烯（如倍半萜烯）相关的基因表达（被称为茎上的指导防御，变化卵形的指导性防御），当叶子保持在顶部时，并确认有毒物质是通过茎上的指导防御能力产生的。结果目前正在分析，并将很快作为论文提交。日本生态学会还计划了通过植物性昆虫进行植物加工行为的研讨会，并提出了结果，并通过加深对植物性昆虫的知识来创造有意义的讨论的地方。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

寄生蜂と植物被食防衛を克服せよ！オトシブミとハムシの“巻く”“切る”行動の進化

克服寄生黄蜂和植物猎物的防御！

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kato Makoto;Kawakita Atsushi;Goto Ryutaro;Okamoto Tomoko;Kobayashi Chisato;Imada Yume;Nakase Yuta;Nishioka Tatsuki;Chanthavong Bakham;Keothumma Khamsing;Kosaka Yasuyuki;小林知里
通讯作者：
小林知里

寄生蜂と植物被食防衛が鍵？ゾウムシとハムシの“切る” “巻く”行動の進化

寄生黄蜂和植物猎物防御是关键吗？

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Akiko Oota-Ishigaki;Ph.D;Osamu Maruyama;Ph.D;Daisuke Sakota;Ph.D;Ryo Kosaka;Ph.D;Wataru Hijikata;Ph.D;Masahiro Nishida;Ph.D;小林知里
通讯作者：
小林知里

葉は幼虫の生存に邪魔？産卵する枝の葉をすべて切り落とすハムシの行動の適応的意義

叶子会影响幼虫的生存吗？