腐朽菌―寄生バチ共生系で機能する情報化学物質の進化プロセスの解明

阐明在腐烂真菌-寄生黄蜂共生系统中起作用的化学信息物质的进化过程

基本信息

批准号：
22H02393
负责人：
向井裕美
金额：
$ 11.15万
依托单位：
Forest Research and Management Organization
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では「菌類―寄生バチ共生系の進化プロセスの解明」を目的とする。これまでに，シイタケ菌が菌食性ナガマドキノコバエ類の食害を受けると，天敵であるハエヒメバチ類を複数の揮発性化合物により誘引することが明らかになっている。本課題では，菌食者の食害に由来する揮発性化学物質群を“Fungivore Induced Fungal Volatiles：FIFVs”と新たに定義し，固有の機能を有する各化学シグナルが段階的に組み合わさり，情報化学物質として寄生バチを誘引するFIFVsが獲得されたと仮説を立て，これを検証する。本年度は，（1）菌食性昆虫に対するFIFVsの影響を調べるため，各FIFVsの合成酵素遺伝子欠損株を作出し菌食性昆虫に提示して，行動や成長に対する影響を調べた。また，（2）シイタケハエヒメバチの同属近縁種について各FIFVsに対する感覚応答を調査した。以下，成果の詳細を示す。（1）松井らが既に確立した手法に基づき，ウシグソヒトヨタケ菌糸のマツタケオール合成酵素遺伝子欠損株を作成し，ショウジョウバエ幼虫に対して通常株と遺伝子欠損株を提示し選択させた。その結果，ショウジョウバエ幼虫は通常株を選択し定位した。また，通常株と遺伝子欠損株をナガマドキノコバエ類の幼虫に提示したところ，遺伝子欠損株では摂食面積が減る傾向にあったが有意差はなかった。対象昆虫の菌食依存度によって影響が異なる可能性が示された。（2）近年新たに見つかった近縁種Orthocentrus sp.について，GC-EADを使用して触角の電気生理学的応答を調べた。これまでにシイタケハエヒメバチで誘引活性が見られた菌類由来の主要化合物（マツタケオール，1-オクタノール，リナロール，カルベオール，カルビルアセテート）に対して，本種でも全ての物質に触角応答を示すことがわかった。

这项研究的目的是“阐明真菌-寄生蜂共生系统的进化过程。”迄今为止，已有研究表明，当香菇被菌食性真菌蝇破坏时，它们会用多种挥发性化合物吸引其天敌黄蜂。在这个项目中，我们将一组源自食真菌动物摄食损伤的挥发性化学物质新定义为“食真菌动物诱导的真菌挥发物（FIFVs）”，并且将具有独特功能的每个化学信号逐步组合以创建化学信息物质。我们假设已经获得了吸引寄生黄蜂的 FIFV，并验证了这一点。今年，为了 (1) 研究 FIFV 对食菌昆虫的影响，我们创建了每种 FIFV 的合成酶基因缺陷株，并将它们呈现给食菌昆虫，以检查它们对行为和生长的影响。此外，（2）我们研究了香菇黄蜂同属相关物种对每种 FIFV 的感觉反应。结果的详细内容如下所示。 (1)基于Matsui等人已建立的方法，他们创建了菌丝体菌丝松茸油合酶基因的基因缺陷菌株，并将正常菌株和基因缺陷菌株呈递给果蝇幼虫进行选择。结果，果蝇幼虫选择并定向到正常品系。此外，当我们将正常品系和基因缺陷品系给予菌蝇幼虫时，基因缺陷品系有减少取食面积的趋势，但没有显着差异。结果表明，根据目标昆虫对真菌的依赖程度，效果可能会有所不同。 (2)我们使用GC-EAD研究了最近发现的密切相关物种Orthocentrus sp的触角的电生理反应。据我所知，该物种还对所有主要的真菌衍生化合物（松茸醇、1-辛醇、芳樟醇、香芹醇和乙酸甲酯）表现出触角反应，这些化合物在香菇黄蜂中具有引诱活性。