トピックス(266)

シンポジウム:「農林水産省委託プロジェクト研究:ゲノム情報などを利用した薬剤抵抗性管理技術の開発」中間成果発表会

このシンポジウムは、薬剤抵抗性害虫の防除を目的に、農水省の主催で平成29年11月13日、東京都千代田区の星陵会館ホールで開催された。講演会はII部に分かれ、合計9件の講演と 総合討論が行われた。
第I部:(1)コナガのジアミド剤抵抗性:日本典秀(農研機構中央農業研究センター)、(2)茶のコカクモンハマキのIGR剤およびジアミド剤抵抗性:内山 徹(静岡県茶業研究センター)、 (3)ワタアブラムシのネオニコチノイド剤抵抗性:土田 聡(農研機構 野菜茶業研究部門)、(4)ネギアザミウマのピレスロイド剤抵抗性:太田 泉(農研機構 野菜花卉研究部門)、 (5)ナミハダニのエトキサゾール等発育阻害剤抵抗性:刑部正博(京都大大学院)、(6)トビイロウンカのイミダクロプリド抵抗性発達機構およびピメトロジンの感受性新検定法:真田幸代 (農研機構 九州沖縄農業研究センター)、(7)害虫タイプ別/薬剤組合わせ別の抵抗性発達遅延戦略の構築:山中武彦(農研機構 農業環境変動研究センター)第II部:(8)長野県における 薬剤抵抗性対策を考慮した防除指導の概要について:近藤賢一(長野県)、(9)JAグループにおける薬剤抵抗性対策の取組みと技術開発に期待すること:阿部新太郎(全農)

新しく開発された化学合成農薬を持続的に使用するためには、有効な抵抗性対策が必要である。百億円以上の開発費を投入して優れた剤を開発しても、抵抗性の蔓延のために2,3年 で市場から姿を消してしまうことにもなりかねない。そこで、平成26年度から農水省委託プロジェクト研究「ゲノム情報などを活用した薬剤抵抗性管理技術の開発」がスタートした。 この研究では、ゲノム解析の手法を用いて、害虫が薬剤抵抗性を獲得する原因となる遺伝子変異を同定し、感受性系統と抵抗性系統の塩基配列の違いを検出する。抵抗性を識別する遺伝子 診断のマニュアル化、簡便な生物検定法、リスク判定の基準、代替防除法の構築を行っている。抵抗性による被害の拡大を阻止する防除体系構築、抵抗性発達を遅らせるための農薬施用法 の開発なども行っている。現在までに、ゲノム情報に基づく予測、次世代シーケンサーの利用などで、数ヵ月以内での原因遺伝子の同定が可能となってきた。従来の生物検定法に比べて、 抵抗性遺伝子の同定に要する時間が大幅に短縮された。

講演(1)のジアミド系殺虫剤は2007年に上市され、チョウ目を中心とする害虫の筋肉に作用する新しい殺虫剤である。2009年にタイとフィリピンで抵抗性が確認され、東南アジアを中心 に抵抗性が世界中に蔓延しつつある。我国では、2013年に抵抗性個体群が認められ、全国に広がりつつある。2014年には、先発のジアミド剤(フルベンジアミド、クロラントラ ニリプロール)に対して抵抗性を発達させたコナガに対しても高い効果を示す後発剤シアントラニリプロールが上市された。ジアミド系に対する抵抗性は、リアノジン受容体タンパクの 遺伝子変異を検出することによって診断する。抵抗性系統は、4946番目のアミノ酸がグリシンからグルタミン酸に替わっており、この変異を1回または2回のPCR反応で検出する。 診断に要する時間は約2時間である。もちろん、フェロモントラップを利用して抵抗性が疑わしいコナガを捉えることから仕事が始まる。
遺伝子診断でG4946E変異が未検出の場合、引き続きジアミド剤を基幹剤として組み入れつつ、同系殺虫剤の連用を回避する防除体系を構築する。抵抗性害虫の検出頻度が40%未満の場合、 リスクレベル2として、ジアミド剤を基幹剤から除外する。変異頻度が40%以上の場合、ジアミド剤の使用を制限あるいは中止する。

講演(2)では、チャノコカクンモンハマキのジアシルヒドラジン(DAH)系殺虫剤抵抗性の実態および抵抗性の要因を調べた結果について報告した。DAH系殺虫剤(テブフェノジド、メト キシフェノジド)に対するチャノコカクモンハマキの感受性低下は、静岡県、三重県および京都府で確認されている。脱皮ホルモンは、標的分子であるエクダイソン受容体に結合し、応答 遺伝子の発現を制御することで、脱皮、、変態を誘導する。一方、DAH系殺虫剤はエクジステロイド アゴニストとしてエクダイソン受容体に結合することで、本来とは異なるタイミング で害虫の脱皮・変態を誘導し、脱皮異常や食害停止を引き起こす。DAH系の抵抗性原因遺伝子として、アミノ酸変異を伴う1塩基変異(SNP)が同定された。この塩基変異を標的とした遺伝子 診断法が開発された。ジアミド系殺虫剤に対しては、チャノコカクモンハマキのリアノジン受容体には抵抗性系統に特異的なアミノ酸変異は存在しないことが分かっている。しかし、 ジアミド剤に抵抗性を示すチャノコカクモンハマキが発生しているので原因をしらべたところ、これらのハマキでは解毒分解酵素であるカルボキシエステラーゼおよびP450遺伝子の過剰 発現が抵抗性の要因であることが示唆されている。

講演(3)のネオニコチノイド抵抗性ワタアブラムシは、2015年に中国および韓国で発生が認められている。我国では、九州、四国、近畿地方に続き、昨年には関東地方でも発生が確認 されている。しかし、他剤とのローテーション散布が奏効しているため、ネオニコチノイド抵抗性問題はそれほど顕在化していないようである。ワタアブラムシは、春から秋にかけて 単為生殖で無性的に増殖するので、1雌由来のコロニーの遺伝的組成は均質である。演者のグループでは、黄色水盤を用いて有翅虫だけを捉虫・選別する方法を開発した。ネオニコチノ イド抵抗性ワタアブラムシは、殺虫剤作用点であるアセチルコリン受容体のβサブユニットのアミノ酸配列に変異が起きている。感受性系統では、81番目のアミノ酸がアルギニンである のに対して、抵抗性系統ではスレオニンである(R81T)。このアミノ酸置換は、受容体遺伝子上の塩基配列がGからCに変化することによって生じている。遺伝子診断の結果、複数の箇所で 抵抗性への変異が認められた場合、ネオニコチノイド剤の使用をできるだけ回避することが勧められている。

講演(4)のネギアザミウマは、我国ではネギ、タマネギなどのネギ属に加えて、キュウリ、ナス、カキ、イチジクなどの多くの農作物を加害する。北海道では、ピレスロイド剤に対す る感受性が低下している。ネギアザミウマのピレスロイド抵抗性は、ピレスロイド剤が作用するナトリウムチャネルタンパク質の遺伝子変異を検出するプライマーを用いて診断する。国内 のネギアザミウマ個体群では、T929I, K1774Nというアミノ酸変異が広く認められている。現在、ネオニコチノイド、スピノシンなどのピレスロイド剤以外に対する抵抗性についても 遺伝子診断法の開発が進められている。

講演(5)で取り上げられたナミハダニの多くは産雄単為生殖を行い、二倍体の受精卵は雌に、半数体の未受精卵は雄になる。このような遺伝形式を持つ生物では、薬剤散布下では薬剤 感受性個体は集団から排除される。そのため、薬剤散布後に抵抗性の高い群が形成されて圃場全体に抵抗性個体群が拡散しやすい。これを防ぐためには、圃場内のハダニ集団における 抵抗性変異を調べる必要がある。そこで、制限酵素を用いるリアルタイムPCR法によって抵抗性遺伝子変異の頻度を測定する方法が開発された。エトキサゾールに抵抗性を示すナミハダニ においては、キチン合成酵素CHS1の1017番目のアミノ酸イソロイシンがフェニルアラニンに変化している(I1017F)。さらに、この変異が存在することで他の発育阻害剤であるヘキシチア ゾックスおよびクロフェンテジンに対しても抵抗性になることが報告されている。一方、短期間で次々と起こる薬剤抵抗性が新規殺ダニ剤の開発意欲を阻害しかねない。ハダニの防除には、 生物的防除法や物理的防除法を組み合わせた害虫管理体系(IPM)の手法が必要となる。演者のグループでは、紫外線や気門封鎖剤による物理的防除法やカブリダニによる生物的防除法をも 圃場レベルで検討している。

講演(6)のトビイロウンカは、吸汁によりイネに多大の被害を与える。トビイロウンカはイネ以外では増殖できないので、冬にイネがない日本では増殖できず、常発地のベトナムから 春先に中国南部に飛来し、そこで数世代増殖してから梅雨の時期に風に乗って日本に飛来する。そこで、ベトナムや中国での薬剤抵抗性情報を得ることで日本での抵抗性対策を講じること が必要である。日本国内に飛来したトビイロウンカのイミダクロプリド抵抗性は年々強くなっており、同じネオニコチノイド剤のチアメトキサムやクロチアニジンにも抵抗性が発達して きている。イミダクロプリド抵抗性トビイロウンカについて遺伝子解析を行った結果、チトクロームP450酵素のCYP6ER1遺伝子の高発現が抵抗性の主な要因であることが分かった。イミダ クロプリドの代替剤としてアジア全域での利用が増加しているピメトロジンについては、抵抗性の発達は未だ報告されていない。しかし、飛来源のベトナムでは多用されているので、 抵抗性発達リスクは高い。今後、感受性モニタリングを日本とベトナムで協力して行う必要がある。

講演(7)では、複数の殺虫剤をローテーション散布あるいは同時施用した場合のシミュレーションにおいて抵抗性の発達を理論的に解析している。要するに、作用機序が異なる殺虫剤 を安易に交互施用したり、混合施用するのではなく、抵抗性の発達程度をモニタリングしながら、慎重に薬剤を選択して複数の薬剤を計画的に世代内施用することが推奨されている。

第II部の二つの講演では、実際に行われている抵抗性回避対策について説明された。長野県では、水稲、果樹の防除ではJAなどが作成した防除歴に沿って行われることが多く、地域毎 にほぼ同様の農薬が使用される傾向にある。一方、野菜では作型や栽培品種が多岐にわたっているので、同一の防除歴による防除は困難である。農家が病害虫の発生状況に応じて、防除 リストの中から農薬を選択して防除を行うことが多い。最近、防除歴や防除資料にIRACグループ(殺虫剤)やFRACコード(殺菌剤)を記載するJAも増えてきている。しかし、国内では容器 にIRACグループやFRACコードが記載されている農薬は少ない。
全農は、神奈川県平塚市に農薬研究室を備え、新農薬の研究開発、現場の問題解決に関する試験を行っている。しかし、人的制約もあるので現場における抵抗性対策や問題解決を図る 手段の一つとして、農薬委託試験という形で都道府県の試験機関と連携して薬剤抵抗性対策に取り組んでいる。中でも、愛媛県によるミカンハダニの感受性モニタリングは、昭和52年 から続けている。県内約40ヵ所の地点からサンプリングしてハダニの感受性モニタリングを行っている。群馬県の嬬恋村でも、JA嬬恋と全農農薬研究室の協力でキャベツのコナガ対策を 実施している。(2018年1月18日)

HOME