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2021 Fiscal Year Annual Research Report

An impact of evolution of the intestinal symbioses to the host insects:interdisciplinary approaches with micro-metabolomic and genomic analyses

Research Project

Project/Area Number 17H01510
Research InstitutionUniversity of the Ryukyus

Principal Investigator

徳田 岳  琉球大学, 熱帯生物圏研究センター, 教授 (90322750)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 木原 久美子  熊本高等専門学校, 拠点化プロジェクト系地域協働プロジェクトグループ, 准教授 (50622916)
北出 理  茨城大学, 理工学研究科(理学野), 教授 (80302321)
福田 真嗣  慶應義塾大学, 政策・メディア研究科(藤沢), 特任教授 (80435677)
本郷 裕一  東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (90392117)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2022-03-31
Keywords昆虫科学 / 寄生・共生 / 木質代謝
Outline of Annual Research Achievements

本研究では令和3年度において米国産キゴキブリ(Cryptocercus punctulatus)の保有する原生生物の代謝産物解析を予定していたが、カウンターパートとの調整の結果、コロナウイルス感染症の影響により渡航を断念し、研究費の繰越を行った。令和4年度の夏以降、渡航制限が大幅に緩和されたことから、令和4年9月にアメリカに渡航し、ジョージア州のBlack Rock Mountain州立公園においてジョージア州の採集許可の下、キゴキブリ採集を実施した。
採集したキゴキブリは米国魚類・野生生物局および本邦植物防疫所の検疫を経て、研究室に持ち帰った。これらのキゴキブリから後腸を摘出し、共生原生生物であるTrichonympha acuta、T. lata、およびBarbulanympha sp.について各5~6グループの代謝産物解析用サンプルを調整した。これらのサンプルについては現在、CE-TOFMSによる解析を実施している。
また、これらの原生生物に共生するバクテリアについて16SrRNA遺伝子のアンプリコン解析を進めたところ、日和見共生と思われる細胞外共生細菌(Endomicrobium、Deferribacteres、Bacteroidalesなど)が多く、細胞内共生バクテリアと思われるものについてもシロアリの原生生物で優先しているバクテリアとは大きく異なる種類(Rickettsiales、Verrucomicrobia、Mycoplasmaなど)が優占していることが明らかとなった。現在、これらの共生バクテリアについて、シングルゲノム解析を実施している。
さらに昨年度より実施しているシロアリ腸内微生物の感染ダイナミクスについても解析を継続した。各処理過程におけるバクテリアの動態を定量PCRによって確認したところ、ほぼ原生生物の増減と一致した挙動を示すことが確認された。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (10 results)

All 2023 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] Max Planck Institute(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      Max Planck Institute
  • [Int'l Joint Research] North Carolina State University(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      North Carolina State University
  • [Journal Article] Molecular phylogeny of Spirotrichonymphea (Parabasalia) with emphasis on Spironympha, Spirotrichonympha, and three new genera Pseudospironympha, Nanospironympha, and Brugerollina2023

    • Author(s)
      Noda Satoko、Kitade Osamu、Jasso‐Selles Daniel E.、Taerum Stephen J.、Takayanagi Miki、Radek Renate、Lo Nathan、Ohkuma Moriya、Gile Gillian H.
    • Journal Title

      Journal of Eukaryotic Microbiology

      Volume: 70 Pages: e12967

    • DOI

      10.1111/jeu.12967

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Coevolution of Metabolic Pathways in Blattodea and Their Blattabacterium Endosymbionts, and Comparisons with Other Insect-Bacteria Symbioses2022

    • Author(s)
      Kinjo Yukihiro、Bourguignon Thomas、Hongoh Yuichi、Lo Nathan、Tokuda Gaku、Ohkuma Moriya
    • Journal Title

      Microbiology Spectrum

      Volume: 10 Pages: 02779-22

    • DOI

      10.1128/spectrum.02779-22

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The functional evolution of termite gut microbiota2022

    • Author(s)
      Arora Jigyasa、Kinjo Yukihiro、Sobotnik Jan、Bucek Ales、Clitheroe Crystal、Stiblik Petr、Roisin Yves、Zifcakova Lucia、Park Yung Chul、Kim Ki Yoon、Sillam-Dusses David、Herve Vincent、Lo Nathan、Tokuda Gaku、Brune Andreas、Bourguignon Thomas
    • Journal Title

      Microbiome

      Volume: 10 Pages: 78

    • DOI

      10.1186/s40168-022-01258-3

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Fine‐scale genetic diversity and putative ecotypes of oxymonad protists coinhabiting the hindgut of Reticulitermes speratus2021

    • Author(s)
      Igai Katsura、Kitade Osamu、Fu Jieyang、Omata Kazumi、Yonezawa Takahiro、Ohkuma Moriya、Hongoh Yuichi
    • Journal Title

      Molecular Ecology

      Volume: 31 Pages: 1317~1331

    • DOI

      10.1111/mec.16309

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] スギオシロアリにおける後腸内微生物群集の実験的改変と腸内代謝物の変化2022

    • Author(s)
      徳田 岳・関根麗子・福田真嗣
    • Organizer
      日本微生物生態学会第35回大会
  • [Presentation] Relationship between microbial structure and metabolic activities in the termite, Neotermes sugioi2022

    • Author(s)
      Gaku Tokuda
    • Organizer
      19th Congress of the International Union for the Study of Social Insects
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Metabolomic profiles in the hindguts of the wood-feeding cockroaches collected from East Asia and North America2022

    • Author(s)
      Tokuda, G., Kihara, K., Kitade, O., Fukuda, S.
    • Organizer
      XXVI International Congress of Entomology
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] キゴキブリ腸内原生生物に共生する細菌の群集構造及び局在の解析2022

    • Author(s)
      丸岡 直弥, 猪飼桂, 工藤 凜平, 小野内 思有, 桑原 宏和, 大熊 盛也, 本郷 裕一
    • Organizer
      日本微生物生態学会第35回大会

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Published: 2023-12-25  

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