| Project/Area Number |
23K23658
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| Project/Area Number (Other) |
22H02393 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 40010:Forest science-related
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| Research Institution | Forest Research and Management Organization |
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Principal Investigator |
向井 裕美 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (70747766)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松井 健二 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (90199729)
楠本 倫久 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (80537168)
小林 卓也 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 研究員 (10934242)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2026: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2025: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,161,432 (Direct Cost: ¥3,970,333、Indirect Cost: ¥1,191,099)
Fiscal Year 2023: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
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| Keywords | 化学生態学 / 相互作用 / 菌類 / 生物防御 / 寄生蜂 / 化学生態 / 共生系 / 寄生バチ |
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| Outline of Research at the Start |
生物の化学コミュニケーションにおいて媒体として機能する情報化学物質の合成経路や獲得過程の解明により、生物間の相互作用及び生態系の構築メカニズムの解明が可能となる。申請者らは、腐朽菌と寄生バチ（菌食者の天敵）が複数の揮発性化学物質を介して共生関係を築いている事実を発見した。寄生バチ等高次捕食者が関与する化学シグナル依存型共生系は、それ以前に存在した生物間相互作用で機能する化学物質を基盤として段階的な進化が生じたと予想される。本課題では、森林生態系における菌類と寄生バチの共生系が菌食者に対する化学防衛を経て進化したとする独自の仮説を検証し、その共生系を支える情報化学物質の進化過程の解明を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
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。菌食者による菌食害に由来する揮発性化学物質群（Fungivore Induced Fungal Volatiles：FIFVs）が，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。
昨年度までに，ウシグソヒトヨタケ培養菌を用いて特定の化学物質合成酵素遺伝子欠損株を作出することに成功し，欠損株を用いた実験により菌食性ハエ類幼虫の行動変異への影響を特定した。本年度は，シイタケ分生子に対する紫外線照射等による変異誘導の試行のため，実験に使用するシイタケ分生子の培養条件の検討を行った。また，昨年度までにシイタケ栽培施設及びほだ場から新たに見つかったキノコバエ類を宿主とする寄生バチについて，これら宿主と寄生種の特定を共同研究者の協力を得て進めた。これらの成果を活かし，来年度以降は，シイタケの化学物質合成酵素遺伝子欠損株を用いて菌食者や寄生バチに対する影響を調査し特定の化学物質の機能を明らかにすると同時に，新しく特定された寄生バチの化学的触角応答を解明する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究代表者が2023年5月16日より産休及び育休を取得したため，本年度の研究計画は中断された。このため課題の進捗状況はやや遅れているが，短期間ながら予定していた実験の準備や検討を十分に進めることができた。また，既にいくつかの予備的実験も行われている。来年度以降の計画実施には支障はない。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は年度途中で中断となったため，次年度以降は補助事業期間延長を申請し，往来の計画通り以下の推進方策に基づき課題を遂行する。
（1）同種菌類に対する防御誘導効果の検証：実際に食害を受けていないシイタケ菌が，食害により放出される5種のFIFVsに曝露されたときに，細胞内でのマツタケオール等の含有量や組成等を変化させ，誘導防御を発動するかを調査する。
（2）FIFVs欠損菌株による生態学的アッセイの実施：市販のシイタケ品種から選抜したFIFVs欠損菌株を野外やシイタケ栽培ハウス内に設置し，菌食者密度，食害程度，寄生者密度を評価して，FIFVsの生物間相互作用への影響を調査する。また松井らが確立した手法を応用して，培養シイタケ分生子に紫外線照射して変異誘導し，各FIFVs生成能欠損変異体を単離し変異体菌株の作出を試みる。
（3）腐朽菌―寄生バチ共生システムの探索とFIFVsの普遍性の検証：腐朽菌―寄生バチ共生システムの普遍性を探るため，研究期間を通して国内外の野外環境で調査を進める。いくつかの異なる共生系において，寄生バチによる菌類の揮発性化学物質に対する行動及び生理応答の類似性並びに相違性を明らかにする。
（4）食害により減少したC8化合物の菌食性昆虫に対する影響の調査：ナガマドキノコバエ類を対象として，C8化合物への誘引や産卵に対する影響を調べる。
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