Research Institute for Sustainable Humanosphere

共同研究

2011(平成23) 年度 生存圏科学 萌芽研究 2

研究課題

温暖化環境における植物の間接防御メカニズムの解明

研究組織

 代表者 有村源一郎 (京都大学理学研究科)
 共同研究者 矢崎一史 (京都大学生存圏研究所)
小澤理香 (京都大学生態学研究センター)
高林純示 (京都大学生態学研究センター)

研究概要

温暖化により生態系のバランスが失われつつある中、生態系の維持・安定機構を根源から理解し、食糧政策および保全活動に発展させることは急務の課題である。中でも、「植物-昆虫間相互作用のメカニズム」に関する基盤研究は、植物の防御応答や天敵昆虫を介した生態系における害虫抑制機構を理解し、これらの機能を活用した、環境にやさしい農作物の害虫防除技術を開発する上で不可欠である。特に、植物が害虫(例: ハダニ)からの食害を受けた際に揮発性物質(HIPV: Herbivore-Induced Plant Volatiles)を大気環境に放出し、害虫の天敵(例: 捕食性カブリダニ)を誘引する防衛戦略(“生態免疫システム” とも呼ばれる)は様々な農作物が潜在的に持つ能力であり、害虫密度抑制において重要な役割を果たしている。その一方で、温暖化に伴う温度変化が植物-昆虫間相互作用に悪影響を及ぼし、生態免役システムを機能不全に陥らせる危険性も指摘されているが、研究はほとんど進んでおらず、未解決のまま残されている。これらの問題を解決するためには、HIPV の化学分析や天敵の行動解析などによる従来の化学生態学的研究に加え、天敵に対する網羅的な遺伝子解析など、従来不足していた分子生物学的な視点での研究を加速させ、新たな知見を効率的に収集することがポイントとなる。

本研究では、HIPV を介した生物間の相互作用研究のモデルとして確立されているマメ科植物-ナミハダニ(害虫)-チリカブリダニ(捕食性天敵)の相互作用に着目し、変動する温度環境条件下での三者間相互作用動態の分子メカニズムの解明に取り組む。網羅的な遺伝子解析システムである次世代シークエンサーとマイクロアレイ法を用いて、温度変化によって変動する環境下でのチリカブリダニ系統の網羅的なトランスクプトーム解析を実施する。さらに、発掘遺伝子のタンパク質機能の解析と RNAi (干渉 RNA)法を用いたダニ体内における遺伝子機能の解析から、温暖化環境において相互作用を安定化させる鍵遺伝子を同定し、マクロレベルでの行動解析と HIPV の化学分析を組み合わせることで相互作用動態のメカニズムを明らかにする。

有村源一郎: 2011(平成23)年度 生存圏科学萌芽研究

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2011年8月3日作成

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