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昆虫の細胞内の細菌が宿主の野外性比をメスに偏らせる過程 世界で初めて観測 農研機構2024年5月22日

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福井大学学術研究院工学系部門の宮田真衣助教と千葉大学大学院園芸学研究院の野村昌史教授、農研機構生物機能利用研究部門の陰山大輔グループ長補佐らの研究グループは、宿主をメスのみにする細菌ボルバキアが、石垣島のミナミキチョウ(Eurema hecabe)において急速に広まる過程を観測。その結果、オスとメスがほぼ1:1で存在していた状態から、93.1%がメスといった著しくメスに偏った状態に、4年間で変化したことを明らかにした。

交尾中のミナミキチョウ交尾中のミナミキチョウ

同研究では、2015年から2022年にかけて、石垣島で合計1392匹のミナミキチョウを採集し、性比を記録。その結果、2015から18年にかけてほぼ1:1だった性比が2019年からメスに偏り始め、2022年には93.1%がメスとなった。

採集した個体を持ち帰り全ての個体のwFem保有の有無をPCR法によって調査した結果、2017年以降wFem保有率が上昇し、2022年にはメスの87%がwFemを保有していた。また、石垣島における野外の性比がメスに偏り始めた2019年に、野外で採集したメスを実験室内に持ち帰り、次世代を飼育し、その性比を確認。その結果、wFemを保有していた個体では、たしかにメス化が起きており、野外においてwFemが広がることによって性比がメスに偏ったことが明らかとなった。

4年間という短期間で、メス化を引き起こすボルバキアにより島中がメスばかりになったミナミキチョウだが、今後どの程度この性比異常が維持されるのかを継続して調査する予定。リュウキュウムラサキというチョウでは、オス殺しを引き起こすボルバキアが蔓延することによって著しくメスに偏っていた性比が、数年で雌雄1:1に回復したことが報告されている。

ボルバキア等の細菌が引き起こす生殖操作によって子がメスのみになる現象はいくつかの昆虫で報告されていたが、今回、こうした細菌が野外の宿主集団内で急速に広まり、短期間で宿主の集団性比を極端に歪めるまでに至ったことを世界で初めて示した。集団性比の劇的な変化は、進化、生態、行動、ゲノムなど、宿主の様々な側面に大きなインパクトを与えると考えられる。

同研究は、野外における細菌と宿主昆虫の攻防の一端を捉えた貴重な研究となる。

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