2016年8月22日

「光る！外来害虫同定法」を開発 ―外来害虫が残した遺伝子の痕跡を利用し、虫が食べた木屑を光らせて種を同定―

概要

国立研究開発法人森林総合研究所（以下森林総研）は特定のDNAを検出する試薬によって、害虫が残した痕跡から種を同定する手法を開発しました。本手法ではDNAバーコーディング1とLAMP法2と呼ばれる手法を組み合わせることで、短時間で正確な害虫の同定が可能です。この方法を使えば、昆虫から直接DNAを抽出したものだけでなく、その痕跡である「フラス」と呼ばれる食べかすや糞の混合物から抽出したものでも、木材の奥深く潜っている虫体を捕獲せずに種を同定することができ、検査のために家具や建材を傷つけることもありません。実際、耳かき1杯程度のフラスで、ヒラタキクイムシが同定できました。この方法は光で種を知らせてくれるため、専門家でなくとも正確に同定することができます。本手法は、DNAバーコーディングが可能なすべての穿孔性害虫に利用することができるため、日本未侵入の害虫に対してあらかじめ検出キットを用意しておくことも可能です。

本成果の一部は2016年3月27日にJournal of Economic Entomology 誌で、残る部分は2016年7月30日に同誌でオンライン公開されました。

背景

内容

私たち森林総研の研究グループは、害虫の探索において、フラスという痕跡の中に残されたDNAから虫の種類を同定できないかと考えました。

DNAバーコーディングは、あらかじめデータベースに登録された塩基配列をその生物が持っているかいないかによって同定する方法です。私達はさらにLAMP法（Loop-mediated isothermal AMP lification）と呼ばれる検出手法を用いて、その種に特有の塩基配列があれば光って知らせてくれる方法を利用しました。ヒラタキクイムシという穿孔性害虫には、アフリカヒラタキクイムシやジャワフタトゲナガシンクイなどというフラスだけでは区別のつかない近縁の仲間がいます。ヒラタキクイムシのDNA配列に特異的に反応する試薬を作成し、耳かき1杯程度のフラスからDNAを抽出したところ、新鮮なフラスであれば間違いなくヒラタキクイムシと同定できることを確認しました。

シロアリに関しては、体の表面をコーティングする炭化水素などから識別する試みがありました。しかしシロアリが食べたエサによって成分が変わってしまうため、同定精度が低いのが悩みでした。DNAバーコーディングとLAMP法を利用することで、少量のフラスから確実に種を突き止めることができました。

今後の展開

「光る!外来種同定法」によって、害虫の痕跡から確実にその種を同定することが可能になりました。昆虫の専門家に頼らなくても害虫の判定ができる手法のため、木材輸入業者や家具の販売者なども利用することが可能です。そのため、今後は安価で使いやすいキットを開発する必要があります。

フラスだけでヒラタキクイムシやアメリカカンザイシロアリかどうかを特定できるので、思いがけない場所での存在や繁殖を探索できる可能性があり、この昆虫の生態に関する情報を蓄積し、効果的な防除方法の開発につなげることも期待されます。

このLAMP法は、DNAバーコーディングが可能な様々な生物に利用することができます。また、今後の侵入を警戒している日本未侵入の生物であっても、必要なDNA領域がわかっていればこの手法を応用することが可能です。