著者の所属・活動拠点の国は、カメルーン、中国です。

掲載誌：Journal of Insect Science

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

研究の目的

ヨツモンマメゾウムシは、収穫後に保管されたササゲ豆を食害する害虫です。幼虫が豆の内部で育つうえ、世代交代が速いため防除が難しいとされています。広く使われてきた有機リン系殺虫剤のジクロルボス（DDVP）には、効きにくくなった例が報告されています。研究チームによると、害虫が殺虫剤への抵抗性を持つ仕組みとしてよく見られるのは、薬剤を分解・無毒化する酵素の遺伝子が強く働くようになる「代謝的抵抗性」です。ただし、この虫で殺虫剤に対する反応を遺伝子のレベルで調べた研究は、まだ限られていました。

そこで研究チームは、東アフリカ原産の植物リッピア・アドエンシスに着目しました。この植物は伝統的に貯蔵穀物の保護に使われており、精油（植物から蒸留で取り出す香りの成分）にはこの虫への殺虫作用が報告されています。研究の目的は、致死量に満たない量のDDVPと精油に虫を何世代も続けてさらしたとき、生存や繁殖の推移と遺伝子の働き方がどう異なるかを比べることです。あわせて、精油がDDVPとは逆向きに遺伝子の働きを動かすかどうかも確かめようとしました。

何を、どのように調べたか

研究チームは、まず葉と茎から水蒸気蒸留で精油を取り出し、成分を分析しました。次に、野外の個体群から飼育した虫を使って実験しました。ササゲ豆1グラムあたり10マイクロリットルのDDVPを処理した群と、同じ量の精油を処理した群、溶媒のアセトンだけを処理した対照群の3つを設けました。DDVPの量は、この虫に対して致死量に満たないとされる値です。各群とも、処理した豆10グラムに交尾済みの成虫10匹（雌雄5匹ずつ）を入れ、6日間さらしました。これを5回繰り返しています。

測った項目は三つです。6日後までの成虫の死亡率（生存率）、雌1匹あたりの産卵数、そして卵から成虫が羽化した割合です。生き残った虫の子孫を同じ条件で育て、同じ手順を第5世代まで繰り返しました。

遺伝子については、14個を選んで調べました。薬剤の解毒に関わる遺伝子（シトクロムP450、グルタチオンS-トランスフェラーゼ、エステラーゼなど）、活性酸素から体を守る抗酸化に関わる遺伝子、消化に関わる遺伝子、コレステロール代謝に関わる遺伝子です。羽化したばかりの成虫から腸を取り出し、5匹分をまとめて1試料としました。これらの遺伝子がどれだけ働いているかを、定量PCRという方法で対照群と比べました。さらに、精油とDDVPがそれぞれの遺伝子を同じ向きに動かすのか、逆向きに動かすのかを数値で表す「拮抗指数」も算出しました。

主な報告結果

DDVP群では、第1世代の生存率が約56%まで下がりました。しかし世代を重ねるにつれて回復し、第5世代では約95%に達しました。第4世代と第5世代の間には差がなく、回復は頭打ちになっていました。産卵数も第1世代より後の世代で有意に増えました。羽化率は第1・第2世代で約25%と約33%に抑えられていましたが、第4世代で約57%、第5世代で約63%まで上がりました。研究チームは、この推移を世代を重ねて耐性が生じつつある兆候と見ています。

一方、精油群では、産卵数と羽化率が5世代を通じてほぼ一定のまま抑えられ、回復は見られませんでした。生存率も、第3世代から第5世代にかけて低下した点を除けば安定していました。

遺伝子の働きでは、解毒に関わる5つの遺伝子すべてが、DDVP群で第1世代から対照群より強く働いていました。その働きは世代とともに強まりました。コレステロール代謝に関わる2つの遺伝子は第3世代以降に強く上昇し、抗酸化に関わる遺伝子も中程度に上昇しました。精油群では、これらの遺伝子はどの世代でも対照群とほぼ同じ水準にとどまりました。消化に関わる遺伝子のうち3つはDDVP群で働きが下がりましたが、精油群では対照群の水準かそれ以上に戻りました。拮抗指数でみると、解毒関連の8遺伝子で、精油とDDVPが発現を強く逆向きに動かしていると判定されました。

この報告が示すこと

研究チームは、DDVPでは解毒遺伝子の働きが高まるとともに生存や繁殖が回復し、精油ではそうした遺伝子の上昇が起きず、虫への負担が続いたと結論づけています。両者の対照的な違いから、精油が代謝的抵抗性の仕組みの立ち上がりを妨げている可能性を示唆し、植物由来の殺虫剤が抵抗性対策に役立つ可能性を挙げています。

ただし著者らは、これらの結果は関連を示したものであり、因果関係は確かめていないと強調しています。遺伝子を働かなくする実験や酵素活性の測定などで機能を検証しておらず、精油の成分がこれらの遺伝子の調節に直接作用するかも調べていません。薬剤の体内への浸透の違いなど、別の説明も否定できないとしています。そのほかの限界として、複数匹をまとめた試料では個体ごとの差が見えにくいこと、DDVP群で見られた耐性が遺伝的なものかは未確認であること、実験が管理された実験室内で行われたことを挙げています。

原著論文の著者・所属：Mazarin Akami（Department of Biochemistry, Faculty of Science, University of Douala, P.O. Box 24, 157, Douala,; Xianghu Laboratory , Hangzhou, 311231,）、Wei Jiang（Xianghu Laboratory , Hangzhou, 311231,, China）、Bingbing Wei（College of Plant Science & Technology, Huazhong Agricultural University , No. 1 Shizishan Street, Wuhan 430070,）、Ousman Tamgue（Department of Biochemistry, Faculty of Science, University of Douala, P.O. Box 24, 157, Douala,）、Cabrel Bafong Ngueya（Department of Biochemistry, Faculty of Science, University of Douala, P.O. Box 24, 157, Douala,）、Diane Pocssie Samenoug（Department of Biochemistry, Faculty of Science, University of Douala, P.O. Box 24, 157, Douala,）、Francioli Koro Koro（Department of Biochemistry, Faculty of Science, University of Douala, P.O. Box 24, 157, Douala,）、Rosalie Annie Ngono Ngane（Department of Biochemistry, Faculty of Science, University of Douala, P.O. Box 24, 157, Douala,）、Nicolas Njintang Yanou（Department of Biological Sciences, Faculty of Science, University of Ngaoundere , Ngaoundere,; Department of Food Science and Nutrition, National School of Agro-Industrial Sciences, University of Ngaoundere , Ngaoundere,）、Elias Nchiwan Nukenine（Department of Biological Sciences, Faculty of Science, University of Ngaoundere , Ngaoundere,）、Baolei Jia（Xianghu Laboratory , Hangzhou, 311231,, China）、Yanlai Yao（Xianghu Laboratory , Hangzhou, 311231,, China）、Chang-Ying Niu（College of Plant Science & Technology, Huazhong Agricultural University , No. 1 Shizishan Street, Wuhan 430070,）

※本記事は原著論文をもとに、日本語で要約・説明を加えた研究紹介です。 出典（原著論文）：Mazarin Akami, Wei Jiang, Bingbing Wei, et al. Exploring the multigenerational effects of Lippia adoensis (Lamiales: Verbenaceae) essential oil and Dichlorvos on Callosobruchus maculatus (Coleoptera: Bruchidae) life-history traits and gene expression. Journal of Insect Science（出版社：Oxford University Press） 2026-09-01. DOI: 10.1093/jisesa/ieag107. 原著ライセンス：CC BY.