Resistance to chlorpyriphos and dichlorvos insecticides in Iranian populations of Bemisia tabaci (Hemiptera: Aleyrodidae)
本研究は、イランのタバココナジラミ（*Bemisia tabaci*）集団がクロルピリホスおよびジクロルボスに対して低度から中程度の抵抗性を示しており、それが主にカルボキシルエステラーゼなどの代謝解毒酵素によって引き起こされているものの、標的部位の感受性低下も寄与している可能性があることを明らかにしている。
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農業という隠された世界において、コットン・ホワイトフライ（ワタコナジラミ）として知られる小さな昆虫が、農家にとって手強い敵となっています。これらの小さな有翅の生物は、トマトから綿に至るまで、数え切れないほどの作物の汁を吸い、植物を弱らせ、収穫全体を壊滅させかねないウイルスを拡散させます。作物を守るために、栽培者たちは長い間、有機リン系と呼ばれる特定の毒物のグループである化学スプレーに頼ってきました。これらの化学物質は、昆虫の重要な神経信号を遮断することで作用し、昆虫を停止させ死に至らしめます。しかし、自然は容赦ありません。昆虫がこれらの毒物に繰り返しさらされると、生存者は次の投与に耐えられる特性を受け継ぐことがよくあります。この進化の軍拡競争により、昨年は効果があったスプレーが今日では失敗することもあり、科学者たちは、効果的な管理戦略を開発するために、これらの害虫がどのように変化しているのかを正確に理解しなければなりません。
イランの研究チームは最近、この問題に注目し、国内の温室や畑から採集された7つの異なるグループのコナジラミを調査しました。彼らの目的は、これらの昆虫が2つの特定の有機リン系スプレー、クロルピリホスとジクロルボスに対してどの程度耐性を獲得したかを調べることでした。科学者たちは単に昆虫にスプレーして死骸を数えたのではありません。彼らは、虫が生き残ることを可能にしている、その虫の内部にある仕組みを理解したいと考えました。これを行うために、彼らは「シナジスト（相乗剤）」を用いた巧妙なテスト方法を用いました。シナジストを、昆虫の内部防御システムへのドアを一時的にロックする鍵だと考えてください。これらの鍵を殺虫剤と一緒に適用することで、研究者たちは、ホワイトフライの耐性が、毒物が害を及ぼす前に化学物質を分解する能力によるものかどうかを確認することができました。
結果は、昆虫が生息する場所によって大きく異なる耐性の景観を明らかにしました。クロルピリホスにさらされたとき、ホワイトフライの個体群は、最も脆弱な昆虫よりも約5倍から32倍以上強い耐性を示しました。ジクロルボスについては、耐性は一般的に低く、およそ2倍から14倍の範囲でした。ミナブ地域の個体群は最も制御が困難であり、両方の化学物質に対して最も高いレベルの耐性を示しましたが、ゴルガンやカシャンの個体群は比較的感受性が高いままでした。この耐性のパッチワークは、どのように頻繁に、あるいはどの程度の強度で農家が農薬を散布するかといった地域の農業慣行が、異なる地域におけるこれらの害虫の進化を直接的に形作っていることを示唆しています。
この耐性の原因を解明するために、研究者たちは、ホワイトフライの体内にある特定の種類の解毒酵素をブロックするように設計された3種類の異なるシナジストを用いて、昆虫をテストしました。これらの酵素は、毒物が昆虫の神経系に到達する前に分解する、小さなフィルターのように機能します。いくつかの個体群、特にゴルガン、イスファハン、ミナブの個体群では、これらの酵素をブロックすることでクロルピリホスがはるかに効果的になりました。例えば、ミナブの個体群では、トリフェニルリン酸（TPP）によって標的とされる酵素をブロックすると毒性が3.27倍になり、ジエチルマレイン酸エステル（DEM）によって標的とされる酵素をブロックすると毒性が4.96倍になり、シトクロムP450（PBO）のブロッカーによって毒性が2.98倍になりました。これは、代謝による解毒（殺虫剤を化学的に分解するプロセス）が、なぜ一部のホワイトフライが生き残るのかという主要な理由であることを裏付けました。しかし、その効果は一様ではなく、いくつかのグループでは酵素をブロックしてもほとんど影響がなく、他の要因が働いていることを示唆していました。
決定的なことに、研究者が解毒酵素をブロックすることに成功した場合でも、昆虫が必ずしも完全に死滅するわけではないことが判明しました。これは、代謝による耐性がすべてではないことを示しています。データは、多くのケースにおいて、ホワイトフライが第二の防衛線、つまり毒物が本来命中すべき神経ターゲットそのものの変化を発達させ、化学物質に対する感受性をそもそも低下させていることを示唆しています。さらに、研究者たちは、一方が他方への耐性を意味するものではないことも観察しました。たとえ両者が同じ科に属していてもです。この予測不可能なパターンは、あるスプレーを生き延びた害虫が別のスプレーも生き延びると農家が想定できないことを意味すると同時に、耐性が複雑で、各地域の個体群に特有であることを意味しています。
本研究は、イランのホワイトフライがこれらの一般的なスプレーに対して重大な防御策を発達させている一方で、その耐性はまだ絶対的なものではないと結論付けています。これらの昆虫は現在、主に化学物質を代謝する能力、および場合によっては神経系への変化によって駆動される、初期から中程度の適応段階にあります。耐性のレベルは地域によって大きく異なるため、全国的な単一のアプローチによる害虫管理は失敗する可能性が高いでしょう。むしろ、この研究結果は、昆虫の適応能力を遅らせるために、地域の条件を考慮し、異なる種類の制御をローテーションさせるような、カスタマイズされた戦略の必要性を指し示しています。これらの害虫が使用している具体的な生物学的ツールを理解することで、科学者は農家が作物を守るための継続的な戦いにおいて、一歩先を行くことができるようになります。
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