機械学習、ミツバチを農薬から遠ざける化学物質の特定に成功(Machine learning helps identify chemicals that repel honey bees from pesticides)

2026-09-24 カリフォルニア大学リバーサイド校(UCR)

UC Riversideの研究チームは、機械学習を用いて、農薬散布された作物からミツバチを安全に遠ざける揮発性化合物を探索する手法を開発した。ミツバチの200種類以上の嗅覚受容体に関する複雑な応答を、化合物の構造と既存の行動データから機械学習モデルに学習させ、5,000万以上の化合物をスクリーニング。その結果、約130種類の有望な忌避物質を特定し、さらに7種類を実地試験したところ、ミツバチを確実に忌避させながら害を与えないことが確認された。これにより、農薬そのものを減らすのではなく、ミツバチが農薬に接触する機会を減らす「ミツバチに配慮した農薬製剤」への応用が期待される。研究は、機械学習・昆虫行動学・化学物質探索を組み合わせた環境保全・持続可能農業の研究である。

機械学習、ミツバチを農薬から遠ざける化学物質の特定に成功(Machine learning helps identify chemicals that repel honey bees from pesticides)
Header image credit: Yu Fang/UCR.

<関連情報>

ミツバチの嗅覚行動の機械学習により、野外の自由飛行するミツバチの忌避性臭気物質が特定される Machine learning of honey bee olfactory behavior identifies repellent odorants in free-flying bees in the field

Joel KowalewskiBarbara F Baer-ImhoofTom GudaMatthew LuyPayton DePalmaBoris BaerAnandasankar Ray
eLife  Published:Sep 23, 2026
DOI:https://doi.org/10.7554/eLife.104831.3

Abstract

Preventing beneficial insects like honey bees (Apis mellifera) from contacting pesticides on crops using odorants could counter current pollinator declines. However, the discovery of behaviorally aversive odorants is impeded by the complexity of the honey bee olfactory system where >170 olfactory receptors detect volatiles and generate valence. To solve this systems-level challenge, we generated a machine-learning model to predict aversive valence from chemical structure using published olfactory behavior data in honey bees. We refine the predictive model by generating species-level behavioral data for honey bees and Drosophila on an initial set of novel predicted repellents. The improved second computational model was then used to screen a chemical space of >50 million compounds and identify >130 repellent candidates. Behavioral validation using honey bees in the laboratory shows a high predictive success. Additional testing of the top seven candidates using freely foraging honey bees in a field assay confirmed strong repellency, thus predicting a high probability to repel foraging bees from pesticide-treated crops. Machine learning, with iterative testing and modeling, therefore provides a powerful approach for rational discovery of aversive volatiles for control of insects for which limited data is available.

1206農村環境
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