鹿児島大学大学院博士課程2年の吉田一貴氏らの研究グループ(他に農研機構九州沖縄農業研究センター、佐賀大学)は、水稲などの害虫であるヒメトビウンカの飼育系統から、共生細菌が引き起こす「オス殺し」に対する抵抗性遺伝子の存在を確認し、その遺伝様式を明らかにした。

 ヒメトビウンカの一部の個体群には、「細胞質不和合」という生殖操作(生殖を都合よく改変すること)を行う共生細菌ボルバキアに加え、「オス殺し」(オス宿主のみを殺す現象)を行う共生細菌スピロプラズマが感染している。スピロプラズマ感染では、孵化~羽化までの間にオスが死亡し性比が大きくメスに偏る。

 オス殺しは宿主の生存に不利なため、自然界ではオス殺しを無効化する「抵抗性」が速やかに出現するとされる。しかし、オス殺しが無効化された昆虫は外見に異常がないため進化過程の観測が非常に難しく、昆虫の間でオス殺し抵抗性が出現し広がった事例の報告はわずか2例のみだ。

 今回、ヒメトビウンカの飼育系統の中から、スピロプラズマに感染していながら性比が1:1のものが発見された。交配実験の結果、この「オス殺し抵抗性」は単純なメンデルの遺伝の法則において顕性(優性)的に表現する形質であることが判明した。カメムシ目昆虫におけるオス殺し抵抗性、またオスが幼虫期に死亡する「晩期型オス殺し」に対する抵抗性としては、世界初の報告になる。

 現在、オス殺し抵抗性遺伝子の正体やそのメカニズムは不明だが、今回の発見がオス殺し細菌と宿主昆虫との相互作用の解明に重要な知見となり、今後、共生細菌が行う生殖操作の研究で詳細が判明し、将来的には害虫防除などへの応用にもつながることが期待される。

論文情報:【Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences】Silence of the killers: discovery of male-killing suppression in a rearing strain of the small brown planthopper, Laodelphax striatellus

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