Research Abstract


A gustatory receptor involved in host plant recognition for oviposition of a swallowtail butterfly

2011年11月15日 Nature Communications 2 : 542 doi: 10.1038/ncomms1548

アゲハチョウ科(Popilionidae)に属するチョウは、単一あるいは少数の科に属する限られた種類の植物を選んで利用する。雌のチョウは、葉の表面を前脚でたたくドラミング行動の際に前脚の化学感覚子によって特定の化合物を検出した時のみ、宿主植物に産卵する。本論文では、ナミアゲハ(Papilio xuthus)が、産卵行動の際の寄主植物選択のために、シネフリン特異的な味覚受容体を使用していることを明らかにする。我々は、ナミアゲハでin silicoin vitroin vivoの手法を組み合わせて使い、産卵刺激物質の1つであるシネフリンの認識にかかわる味覚受容体の遺伝子を同定した。このPxutGr1受容体はSf9細胞中でシネフリンに特異的に反応する。PxutGr1の二本鎖RNAを蛹に注射しておくと、ふ節の味覚感覚子のシネフリン感受性と、シネフリンに反応して起こる産卵行動が強く抑制された。これらの観察結果は、ナミアゲハでは受容体PxutGr1が宿主植物特定にかかわる重要な因子であることを示している。

尾崎 克久1, 龍田 勝輔1, 山田 歩2, 宇戸口 愛2, 石元 広志3*, Delphine Calas4, Frédéric Marion-Poll4,5, 谷村 禎一3 & 吉川 寛1

  1. JT生命誌研究館
  2. 大阪大学 大学院理学研究科
  3. 九州大学 大学院理学研究院
  4. フランス国立農業研究所(INRA)
  5. パリ農学技術研究所 生命科学と健康研究科(フランス)
Swallowtail butterflies belonging to the family of Papilionidae selectively utilize a limited number of plants from a single or a few families. Female butterflies lay eggs on their host only when they detect specific chemicals through their foreleg chemosensilla while drumming on the leaf surface. Here we show that the butterfly, Papilio xuthus, uses a gustatory receptor specific for synephrine to select its host in oviposition behaviour. We identify a gustatory receptor gene involved in the recognition of an oviposition stimulant, synephrine, from the P. xuthus by a combination of in silico, in vitro and in vivo approaches. The receptor, PxutGr1, responds specifically to synephrine in Sf9 cells. The sensitivity of tarsal taste sensilla to synephrine and the oviposition behaviour in response to synephrine are strongly reduced after injecting double-stranded RNA of PxutGr1 into pupae. These observations indicate that the receptor PxutGr1 represents a key factor in host specialization in P. xuthus.