宿主昆虫の配偶行動における共生細菌の機能解明

サツマイモは暑さや乾燥に強く痩せた土地でも栽培でき，世界的な食糧問題を解決する可能性を持つ．しかし，害虫(イモゾウムシ，アリモドキゾウムシ)の食害は，サツマイモに防御物質として強毒性の生理活性物質を産生させるため，被害許容水準は極めて低く経済的損失が大きい．サツマイモ塊根内部で生育するゾウムシ類の化学的防除は困難で，従来にない手法での害虫管理技術の確立が世界的に求められている．日本では不妊虫放飼による防除が進められているが，より効果的に防除を進めるためには，配偶行動に関する知見が必要とされている．本研究で，配偶行動における共生細菌の役割や，野外での機能の変動を明らかにすることで，不妊虫として生産する放飼虫の虫質向上や，防除効果の高い季節の特定が可能になり，世界的な課題の解決に貢献できる．不妊化した雄が野生雌と交配し父性を獲得することが防除効果につながるため，父性獲得のメカニズム解明が重要になる．本種の交尾器にはトゲが付属するが(Kumano et al. 2013)，その位置や形状は，精子や再交尾抑制物質の輸送を高めている可能性を強く示唆しており，トゲ機能の解明が防除効果の向上につながる可能性がある．交尾器のトゲは，硬さを伴い初めてその機能を果たすが，イモゾウムシでは共生細菌ナルドネラがその役を担う．このことは共生細菌が宿主の性選択を激化・駆動させている可能性があることを示しており，従来検討されたことがない系である．申請者の予備調査では，ナルドネラ機能を低下させた雄はコントロールと比べ，トゲ数の減少や交尾時間の短縮が観察されており，こうした結果が，共生細菌が性的対立を激化・駆動させていることを強く予感させる．そこで本研究では宿主体内のナルドネラを操作したオスを用いた配偶行動の観察を行い，宿主生物の配偶行動における共生細菌の役割について明らかにする．

サツマイモは暑さや乾燥に強く痩せた土地でも栽培でき，世界的な食糧問題を解決する可能性を持つ．しかし，害虫(イモゾウムシ，アリモドキゾウムシ)の食害は，サツマイモに防御物質として強毒性の生理活性物質を産生させるため，被害許容水準は極めて低く経済的損失が大きい．サツマイモ塊根内部で生育するゾウムシ類の化学的防除は困難で，従来にない手法での害虫管理技術の確立が世界的に求められている．日本では不妊虫放飼による防除が進められているが，より効果的に防除を進めるためには，配偶行動に関する知見が必要とされている．本研究で，配偶行動における共生細菌の役割や，野外での機能の変動を明らかにすることで，不妊虫として生産する放飼虫の虫質向上や，防除効果の高い季節の特定が可能になり，世界的な課題の解決に貢献できる．不妊化した雄が野生雌と交配し父性を獲得することが防除効果につながるため，父性獲得のメカニズム解明が重要になる．本種の交尾器にはトゲが付属するが(Kumano et al. 2013)，その位置や形状は，精子や再交尾抑制物質の輸送を高めている可能性を強く示唆しており，トゲ機能の解明が防除効果の向上につながる可能性がある．交尾器のトゲは，硬さを伴い初めてその機能を果たすが，イモゾウムシでは共生細菌ナルドネラがその役を担う．このことは共生細菌が宿主の性選択を激化・駆動させている可能性があることを示しており，従来検討されたことがない系である．申請者の予備調査では，ナルドネラ機能を低下させた雄はコントロールと比べ，トゲ数の減少や交尾時間の短縮が観察されており，こうした結果が，共生細菌が性的対立を激化・駆動させていることを強く予感させる．そこで本研究では宿主体内のナルドネラを操作したオスを用いた配偶行動の観察を行い，宿主生物の配偶行動における共生細菌の役割について明らかにする．