自然科学研究機構 基礎生物学研究所
昆虫アブラムシの共生器官の細胞内には共生細菌ブフネラが存在し、両者はお互い相手なしでは生きていけないほど絶対的な相互依存関係にあり（絶対共生）、エンドウヒゲナガアブラムシ等を使った研究でその仕組みが明らかにされています。また、アブラムシの種や株によってはブフネラに加えて別の共生細菌が共感染していることがあり、それらが環境適応に有利な機能を宿主にもたらす例も知られています（任意共生）。複数の共生者から成る複合共生系の進化についてはあまり研究が進んでいませんでした。
今回、基礎生物学研究所の賴本隼汰 大学院生（総合研究大学院大学、元 日本学術振興会特別研究員DC2）と重信秀治教授を中心とするグループは、真社会性をもつササコナフキツノアブラムシが2種の共生細菌ブフネラとアルセノフォナスと密接な共生関係にあり、複合共生系を築いていることを発見しました。日本に分布する複数のササコナフキツノアブラムシ集団で共生細菌を探索したところ、すべての集団でブフネラに加えてアルセノフォナスという細菌が検出されました。両方の共生細菌は同じ共生器官の異なる細胞内に棲み分けがされており、母親から子へ垂直伝播していることがわかりました。また、両方の共生細菌のゲノムを決定したところ、栄養合成に関わる遺伝子レパートリーに相補性が見られました。これらの結果を統合し、ササコナフキツノアブラムシはアルセノフォナスとも絶対共生の関係にあり、ブフネラと協調して宿主と複合共生系を築いていると結論づけました。また、真社会性のカースト間で共生状態に違いが見られました。ブフネラとアルセノフォナスによる絶対共生の例は世界で初めてであり、本研究は複合共生系の進化の共通原理を理解するのに貢献すると期待されます。
本研究成果は、2022年11月2日付で国際学術誌「iScience」誌に発表されました。
図. ササコナフキツノアブラムシと2種の細胞内共生細菌ブフネラ、アルセノフォナス
（左）アズマネザサの葉裏で生活するササコナフキツノアブラムシの集団。（右）ササコナフキツノアブラムシの共生器官。蛍光染色し、DNAを灰色、ブフネラを緑色、アルセノフォナスをマゼンタ色で示しています。共生器官の外側に位置する細胞にはブフネラ、内側に位置する合胞体細胞にはアルセノフォナスが局在しています。
