昆虫病原性糸状菌の系統解析と生態特性

昆虫病原真菌系统发育分析及生态特征

基本信息

批准号：
11J00275
负责人：
西大海
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的はMelarhizium属糸状菌を昆虫病原性糸状菌のモデルとして, 昆虫病原性糸状菌の昆虫および植物と関連した生態およびそれらと関連した進化の過程を明らかにすることである。本年度においては、本属糸状菌の昆虫2種に対する病原力が種間で異なることを示した。本属糸状菌の生育適温はどの種も25-30℃であったが、生育適温域においてM. flavoviride (Mf)の菌株は他の種の菌株よりも弱い病原力を示した。また、前年度までに種間で高温および低温条件における生育が異なることを示していたが、18℃と30℃においてカイコガおよびイニシロアリに対する病原力を比較した結果、M. pingshaense (Mp)およびM. robertsii (Mr)のような高温に適応した菌株は、M. brunneum (Mb)の菌株と比較して高温条件下での病原力が強い傾向を示した。比較に用いた4種はどれも他の研究では様々な宿主昆虫から分離されており、特定の分類群の昆虫に適応した種ではないと考えられるが、温度特性も合わせると病原力の種間差が明確に表れることが明らかになった。また、本属糸状菌の野草根圏からの検出率およびシバの根圏での定着能力が種間および菌株間で異なることを明らかにした。野草根圏からは、Mpが最も多く検出され、土壌から分離を行った調査と同様の結果であった。また、Mpおよびその近縁種のMrの菌株は、これらとは属内で比較的遠縁であるMfやM. majus (Mm)の菌株と比較して長期に渡りシバの根圏で高い密度を維持した。北米における調査結果も考慮すると、MpおよびMrを含む単系統群に高い根圏定着能力をもつ菌株が多く存在することが推察される。一方で、これまでに記載のある宿主昆虫、およびカイコガに対する病原力の比較から、この群の菌株は超や物と比較して昆虫に関する宿主範囲が広いと推察される。従って、MpおよびMrを含む単系統群では、昆虫および植物のどちらかに特化するというよりは、多様な昆虫への適応に関わる幅広い代謝能力などの獲得により、植物にも定着可能になったと考えられる。

本研究的目的是利用Melarhizium真菌作为昆虫病原真菌的模型，阐明昆虫病原真菌与昆虫和植物相关的生态学和进化过程。今年，我们发现该属的丝状真菌对两种昆虫的致病性在物种之间存在差异。该属所有丝状真菌的最适生长温度均为25-30℃，但在最适生长温度范围内，M. flavoviride (Mf)菌株的毒力较其他菌株弱。另外，截至去年，虽然已表明不同物种在高温和低温条件下的生长情况存在差异，但通过比较 18℃ 和 30℃ 下对蚕蛾和日本白蚁的致病性，平山蚕蛾 (M. pingshaense) (与 M. brunneum (Mb) 菌株相比，M. pingshaense (Mp) 和 M. pingshaense (Mp) 以及 M. robertsii (Mr) 等适应高温的菌株在高温条件下往往具有更强的毒力。用于比较的所有四个物种均已在其他研究中从各种宿主昆虫中分离出来，并且不被认为是适应特定分类群的昆虫的物种，很明显，差异是明显可见的。我们还发现，该属丝状真菌在野草根际的检出率以及在草根根际定殖的能力因物种和品系而异。 Mp 最常见于野花根际，这一结果与从土壤中分离出 Mp 的研究结果相似。此外，Mp 品系及其相关物种 Mr 与 Mf 品系和 M. majus (Mm) 品系相比，在更长的时间内在草根际保持较高的密度，而 Mf 和 M. majus (Mm) 品系在该属内的相关性相对较远。结合北美的调查结果，推测Mp、Mr.等单系类群中存在许多具有高根际定殖能力的菌株。另一方面，根据迄今为止已描述的对昆虫宿主和蚕的致病性的比较，推断这组菌株对昆虫的宿主范围比昆虫更广。因此，包括Mp和Mr在内的单系类群并非专门针对昆虫或植物，而是能够通过获得与适应多种昆虫相关的广泛代谢能力而在植物上定殖。