JP2024072094A - スズメガ類によるウリ科植物の交配方法 - Google Patents
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- Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
Abstract
【課題】ニガウリなどのウリ科植物に対して雌花への訪花性が劣らず、送粉効率の良い花粉媒介昆虫を探索・育成し、ウリ科植物の効率的かつ省力的な交配方法を提供すること。【解決手段】スズメガ類を花粉媒介手段として用いることを特徴とする、ウリ科植物の交配方法。【選択図】なし
Description
本発明は、スズメガ類を花粉媒介手段として用いることを特徴とするウリ科植物の交配方法に関する。
ウリ科植物であるニガウリには雄花と雌花があり、施設栽培する際には人工授粉をするか、花粉媒介昆虫を放飼する必要がある。ニガウリは、雌雄同株であり、安定した果実の成長には受粉が必須であるが、広く花粉媒介昆虫として利用されているミツバチは花粉も蜜も出さない雌花を避ける傾向がある。そのため、施設内に放飼してもニガウリに対しては期待通りに働かないことが報告されており、その生産現場では一般に人工授粉が行われているのが現状である。よって、人工授粉の労力的な負担を軽減するため、ニガウリに対して有用な花粉媒介昆虫の活用が求められている。
これまで花粉媒介手段として昆虫を用いる例としては、レタスに対してキンバエ類を用いる方法（特許文献１）、Lactuca属植物に対してハキリバチ属のハチを用いる方法（特許文献２）、タンポポ亜科植物に対してケナガチビコハナバチを用いる方法（特許文献３）などが報告されている。
一方、ウリ科植物についても、花粉媒介昆虫としてハチ類の利用が試みられており、例えば、施設栽培のニガウリに対してミツバチを用いる方法が報告されている（非特許文献１）。しかしながら、ミツバチによる受粉では、人工授粉より着果率が低く、果実重も小さいことが記載されており、商品果生産の安定性について満足できるものではなかった。野外では、ミツバチ以外にも、ハリナシバチ、アカガネコハナバチなどのハチ類がニガウリを訪花していることが報告されている（非特許文献２）。また、蛾類については、熱帯地域において夜行性のスズメガ科の蛾（イッポンセスジスズメなど）が夜に開花するウリ科植物（ユウガオ、トカドヘチマ、ヘビウリ、キカラスウリ）の花粉媒介を行っていることが報告されているが（非特許文献３）、昼に開花するウリ科植物（ニガウリなど）の受粉に対するスズメガ類の有効性はこれまで検討されていない。
花粉媒介昆虫をウリ科植物の交配に利用する場合に起こる問題として植物（開花習性）側では、雄花と雌花が別々に開花するため、同一の昆虫が雄花の後で雌花に訪花しないと受粉が成立しないという制限があり、また、植物側の問題と対応した花粉媒介昆虫の問題として、昆虫種によっては雄花と雌花を見分ける能力に優れ、どちらかを優先的に訪花するという問題がある。
田中ら、ニガウリ‘か交5号'の雌花着生と着果法、鹿児島農総セ研報（耕種）（2007）1, 29-36
Rodelina C. Deyto RC et al., Floral Biology and Pollination of Ampalaya, Philippine Agricultural Scientist (2009)92, 8-18
Lu QB et al., Moth Pollinate for crops of Cucurbitaceae in Asia, Journal of Applied Entomology (2001) 45, 499-507
従って、本発明の課題は、上記実情に鑑み、雌花を避ける傾向にあるミツバチに代えて、ニガウリなどのウリ科植物に対して雌花への訪花性が劣らず、送粉効率の良い花粉媒介昆虫を探索・育成し、ウリ科植物の効率的かつ省力的な交配方法を提供することにある。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ね、ウリ科植物に見られる上記問題を解消する新たな花粉媒介昆虫の探索を行った結果、スズメガ類が、ウリ科植物の雌花への訪花性が劣らず、ウリ科植物の花粉媒介昆虫として有効であることを見出し、本発明を完成させるに至った。
即ち本発明は以下の発明を包含する。
（１）スズメガ類を花粉媒介手段として用いることを特徴とする、ウリ科植物の交配方法。
（２）前記ウリ科植物が、ニガウリである、（１）に記載の交配方法。
（３）前記スズメガ類が、ホウジャク、ホシホウジャク、ヒメクロホウジャク、及びホシヒメホウジャクから選ばれる少なくとも1種である、（１）又は（２）に記載の交配方法。
（４）前記交配が、施設内で行われる、（１）～（３）のいずれかに記載の交配方法。
（１）スズメガ類を花粉媒介手段として用いることを特徴とする、ウリ科植物の交配方法。
（２）前記ウリ科植物が、ニガウリである、（１）に記載の交配方法。
（３）前記スズメガ類が、ホウジャク、ホシホウジャク、ヒメクロホウジャク、及びホシヒメホウジャクから選ばれる少なくとも1種である、（１）又は（２）に記載の交配方法。
（４）前記交配が、施設内で行われる、（１）～（３）のいずれかに記載の交配方法。
本発明の方法によれば、これまで有効な花粉媒介昆虫がなく、作業性の悪い人工授粉が主流であったニガウリの交配を、施設内でスズメガ類を花粉媒介手段として用いることによって効率的かつ省力的に行うことができる。よって、本発明は、人工授粉の労力的な負担を軽減でき、人工授粉と遜色のないサイズのニガウリを天候や季節に左右されず安定供給できる。また、本発明において使用するスズメガ類は、昼行性であり、農業害虫又は園芸害虫となる可能性が低く、安全な花粉媒介昆虫として実用性に優れている。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、スズメガ類を花粉媒介手段として用いることを特徴とするウリ科植物の交配方法である。
本発明は、スズメガ類を花粉媒介手段として用いることを特徴とするウリ科植物の交配方法である。
本発明においてスズメガ類とは、チョウ目スズメガ科（Sphingidae）の昆虫を指し、スズメガ科としては、主としてホウジャク亜科、スズメガ亜科、ウチスズメ亜科に分類されるが、ウリ科植物の雌花への訪花性、及び高い送粉効率を有する限り、いずれの亜科のスズメガであってよい。ここで、「送粉効率」とは、雌花に1回訪花したときにめしべに付着させる花粉量をいう。
ホウジャク亜科のスズメガとしては、オオスカシバ（Cephonodes hylas）、リュウキュウオオスカシバ（Cephonodes xanthus）、クルマスズメ(Ampelophaga rubiginosa)、ホシヒメホウジャク（Neogurelca himachala）、ホウジャク（Macroglossum stellatarum）、ヒメクロホウジャク(Macroglossum bombylans)、ホシホウジャク(Macroglossum pyrrhosticta）、ベニスズメ(Deilephila elpenor)、サツマスズメ(Theretra clotho）キイロスズメ（Theretra nessus）、セスジスズメ（Theretra oldenlandiae）、コスズメ（Theretra japonica）などが挙げられ、スズメガ亜科のスズメガとしては、エビガラスズメ(Agrius convolvuli)、クロメンガタスズメ（Acherontia lachesis）、メンガタスズメ（Acherontia styx）、エゾシモフリスズメ（Meganoton analis）、シモフリスズメ（Psilogramma increta）、コエビガラスズメ（Sphinx constricta）、クロスズメ（Sphinx caliginea）、サザナミスズメ（Dolbina tancrei）などが挙げられ、ウチスズメ亜科のスズメガとしては、モンホソバスズメ（Ambulyx schauffelbergeri）、ホソバスズメ（Ambulyx ochracea）、トビイロスズメ（Clanis bilineata）、モモスズメ（Marumba gaschkewitschii）、クチバスズメ（Marumba sperchius）、オオシモフリスズメ(Langia zenzeroides）、ウチスズメ（Smerinthus planus)、ウンモンスズメ（Callambulyx tatarinovii）、エゾスズメ（Phyllosphingia dissimilis）などが挙げられる。なかでもウリ科植物への訪花性があること、昼行性であること、農業害虫又は園芸害虫となる可能性が低いこと、本技術の導入が想定される地域（例えば、ニガウリであれば九州地方）に生息すること、という点において、ホウジャク、ホシホウジャク、ヒメクロホウジャク、ホシヒメホウジャクが好ましい。これらは単独で用いてもよく複数種を併用してもよい。
上記のスズメガ類は、いずれもウリ科植物に対する雌花への訪花性、送粉性に優れており、ウリ科植物の交配・採種に利用する時に、同等の効果が得られる限り、亜種、地域個体群が違ったものでもよい。
スズメガ類の飼育方法としてホシヒメホウジャクを例として説明する。交尾済みのホシヒメホウジャクのメスを２５～３０℃の室内で飼育した場合、飼育容器内に産卵された卵は４～５日程度で孵化する。孵化した一匹もしくは複数匹の幼虫をプラスチック製容器に入れて飼育することが可能である。野外で採集したヘクソカズラ（アカネ科の蔓性の雑草）を餌として２日に一回の割合で与え、カビを防止する目的で餌交換の度に糞を除去する。孵化後およそ１５日で蛹化し、蛹は４～５日で羽化する。羽化後すみやかに放飼せずにしばらく保持する場合は、１０％ショ糖溶液を入れたマイクロチューブを飼育容器内に設置する。
上記のようにして飼育されたスズメガ類は、例えば、蛹又は成虫を冷蔵状態で生産者に提供し、生産者が使用時に施設内に放飼することによって利用できる。
本発明においてスズメガ類の交配の対象となるウリ科植物としては、例えば、昼に開花するウリ科植物が好ましく、具体的には、ニガウリ（ゴーヤ）、カボチャ、ズッキーニ、ヒョウタン、ヘチマ、トウガン、メロン、スイカ等の野菜・果物類、テッポウウリ、ユウガオ等の花卉類が挙げられる。
本発明の方法は、スズメガ類の生息環境において交配対象となるウリ科植物を栽培することによって行うことができるが、ビニルハウス等の施設内にスズメガ類を放飼する方法が好適である。
施設内にスズメガ類を放飼する場合は、放飼を例えば２～３週間間隔で行い、施設内の温度をスズメガ類の活発な訪花活動温度である２０～３０℃に設定することが好ましい。また、スズメガ類の放飼密度は、１回の放飼毎に、例えばニガウリの場合、１０株あたり２～５個体が好ましい。また、高い送粉効果を得るためには、スズメガ類の個体数を、交配時期、ウリ科植物の株数、ウリ科植物の種類、栽培環境（温度等）によって、適宜調整することが好ましい。上記スズメガ類の放飼条件は、あくまで例示であり、これらに限定はされない。
以下、実施例によって本発明を更に具体的に説明するが、これらの実施例は本発明を限定するものでない。
（実施例１）野外観察試験
（１）ニガウリへの訪花
鹿児島県南さつま市のニガウリ野外栽培圃場（令和２年７月２１～２３日及び令和３年７月２１～２８日、５：００～１２：００）で、ニガウリへの訪花昆虫を調査したところ、スズメガ類（ホシホウジャク及びホシヒメホウジャク）の訪花が主に５：００～８：００に観察された（図１）。
（１）ニガウリへの訪花
鹿児島県南さつま市のニガウリ野外栽培圃場（令和２年７月２１～２３日及び令和３年７月２１～２８日、５：００～１２：００）で、ニガウリへの訪花昆虫を調査したところ、スズメガ類（ホシホウジャク及びホシヒメホウジャク）の訪花が主に５：００～８：００に観察された（図１）。
（２）昆虫種群での送粉効率の比較
ハチ類（セイヨウミツバチ、トラマルハナバチ、コハナバチ類）とスズメガ類について、ニガウリへの１回訪花後、めしべに付着した花粉数を調べたところ、スズメガ類はハチ類に比べて有意に多くの花粉をめしべに付着させることが確認できた（図２）。よって、スズメガ類はハチ類より有意に送粉効率が高いといえる。
ハチ類（セイヨウミツバチ、トラマルハナバチ、コハナバチ類）とスズメガ類について、ニガウリへの１回訪花後、めしべに付着した花粉数を調べたところ、スズメガ類はハチ類に比べて有意に多くの花粉をめしべに付着させることが確認できた（図２）。よって、スズメガ類はハチ類より有意に送粉効率が高いといえる。
（３）雄花への選好性の比較
ビデオカメラで記録されたハチ目とチョウ目のニガウリの雄花、雌花への訪花数に基づき、雄花への選好性をベイズモデルにより推定した結果を図３に示す（選好性は、縦軸の値が０．５のとき、雄花と雌花を区別なく訪花することを示す）。図３に示されるように、ハチ目はニガウリの雄花への選好性が高く、雌花を避ける傾向があるのに対し、スズメガ類を含むチョウ目は雌花にもよく訪花することが判明した。
ビデオカメラで記録されたハチ目とチョウ目のニガウリの雄花、雌花への訪花数に基づき、雄花への選好性をベイズモデルにより推定した結果を図３に示す（選好性は、縦軸の値が０．５のとき、雄花と雌花を区別なく訪花することを示す）。図３に示されるように、ハチ目はニガウリの雄花への選好性が高く、雌花を避ける傾向があるのに対し、スズメガ類を含むチョウ目は雌花にもよく訪花することが判明した。
（実施例２）網室におけるスズメガ類の放飼試験
ニガウリを栽培している網室内（茨城県つくば市）にスズメガ類を放飼し、商品果の結実率及びサイズを調査した。
ニガウリを栽培している網室内（茨城県つくば市）にスズメガ類を放飼し、商品果の結実率及びサイズを調査した。
供試昆虫として、ホシホウジャクとホシヒメホウジャクを用いた。ニガウリ（品種名：沖縄ゴーヤ）は、網室（幅７．４ｍ×奥行き４．４ｍ×高さ２．７ｍ、ステンレス網目２ｍｍ）内において野菜用培養土を充填した１０個のプランター（横６８ｃｍ×縦３９ｃｍ×深さ２６ｃｍ）を用いて各１株を栽培し、塩化ビニル管とネットを用いてアーチ仕立て（幅４．１ｍ×奥行き１．６ｍ×高さ２．１ｍ）とした。南側に隣接する同サイズの網室においても同様の方法でニガウリ１０株を栽培した。
苗の定植日は令和４年７月１日、雌花の開花開始日は同７月１５日であった。同８月２日に羽化直後のホシホウジャクのオス２個体、ホシヒメホウジャクのオス２個体とメス２個体を北側の網室内に放飼し、同８月３日から７日まで試験を実施した。南側の網室には昆虫を放飼せず、対照区として無受粉区と人工授粉区（摘み取った雄花の花弁を除去しておしべを露出させ、雌花のめしべの先端に軽く接触させた）を設定した。試験期間中に両網室で開花した雌花は、先天的に子房が捻曲した花を除き、全数を本試験に供試した。これらの雌花には開花日の翌日にラベルを付け、その後の果実肥大を観察した。直径が約４ｃｍに達した果実は順次、同８月１９日、２２日、２４日、２６日に収穫した（８月２６日までに直径が約４ｃｍに達していない果実も同日にはすべて回収した）。果実長１６ｃｍ以上、直径約４ｃｍ以上で、黄化や極端な湾曲が認められない果実を商品果とした。
各処理区における供試雌花数に対する商品果の割合、ならびに商品果の重量、果実長、収穫までの日数、及び種子数の平均値（±標準偏差）を示す。
表１に示されるように、スズメガ類放飼区の商品果の割合は、人工授粉区よりは低かったが、商品果のサイズ（重量及び果実長）は人工授粉区に匹敵しており、収穫までの日数もほとんど差がなく、種子数も許容できる範囲であった。スズメガ類放飼区の商品果のサイズや収穫までの日数が人工授粉区と遜色なかったという結果は、これまで報告されていたミツバチと比較して、ニガウリの花粉媒介昆虫としてスズメガ類が優れていることを示唆した。なお、本試験では、スズメガ類放飼区における商品果の割合は人工授粉区と比較して低かったが、ニガウリは過剰に着果すると「成り疲れ（果実の成長等が負担となって株の勢いが弱まり、収穫の最盛期に向かうにつれて収量が減る現象）」が起こりやすいため、生産現場において全雌花の着果は必ずしも求められておらず、必要に応じて昆虫の放飼数を調節することで着果率を制御することも可能である。
本発明は、ニガウリなどのウリ科植物の施設栽培において利用できる。
Claims (4)
- スズメガ類を花粉媒介手段として用いることを特徴とする、ウリ科植物の交配方法。
- 前記ウリ科植物が、ニガウリである、請求項１に記載の交配方法。
- 前記スズメガ類が、ホウジャク、ホシホウジャク、ヒメクロホウジャク、及びホシヒメホウジャクから選ばれる少なくとも1種である、請求項１又は２に記載の交配方法。
- 前記交配が、施設内で行われる、請求項１に記載の交配方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022182727A JP2024072094A (ja) | 2022-11-15 | 2022-11-15 | スズメガ類によるウリ科植物の交配方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2022182727A JP2024072094A (ja) | 2022-11-15 | 2022-11-15 | スズメガ類によるウリ科植物の交配方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2024072094A true JP2024072094A (ja) | 2024-05-27 |
Family
ID=91193981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022182727A Pending JP2024072094A (ja) | 2022-11-15 | 2022-11-15 | スズメガ類によるウリ科植物の交配方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2024072094A (ja) |
-
2022
- 2022-11-15 JP JP2022182727A patent/JP2024072094A/ja active Pending
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