2021 Fiscal Year Research-status Report
腸内細菌に由来する匂いは昆虫の社会を司るか？－アリを題材に－
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19K22317
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| Research Institution | Forest Research and Management Organization |
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Principal Investigator |
濱口 京子 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 (60343795)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
秋野 順治 京都工芸繊維大学, 応用生物学系, 教授 (40414875)
神崎 菜摘 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 (70435585)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2023-03-31
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| Keywords | 腸内微生物叢 / 好蟻性昆虫 / アリ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題ではアリを題材に、腸内微生物叢に由来する‘匂い'がフェロモン等の化学交信による昆虫の社会行動に関与するか否かの解明を目指す。特にアリの同巣認識に注目し、腸内細菌叢の類似性が同巣認識に及ぼす影響について、腸内微生物叢解析および匂い物質の分析を通して検証する。
本年度はクボタアリヅカコオロギとホストとなるアリ（トビイロシワアリ、クロヤマアリ、カワラケアリ、クサアリモドキ）を材料とし、16S rDNAアンプリコンシーケンスによる腸内微生物叢解析を進めた。腸管全体からDNAを抽出すると、サンプルによっては細胞内共生微生物のOTUが優占し、腸内微生物叢を把握できないことが昨年度までにわかっている。そこで腸管と腸内容物に分けて解析したところ、腸内容物では細胞内共生微生物のOTU率が抑えられ、腸内微生物のOTU種数がより多く得られた。よって腸内容物のDNAを用いて解析を進めた。その結果、クボタアリヅカコオロギとアリとの間に腸内微生物叢の共通性はほぼ見られなかった。巣内環境等を共有するにも関わらず共通性が見られない原因としては、１つにはアリとコオロギの器質的な違いが挙げられる。一方、クボタアリヅカコオロギはアリとの親密度があまり高くないので、より親密度の高い種では共通性が見られる可能性も残されている。
また、アリの同巣認識に寄与する揮発性物質の存在を検証し、揮発性物質生産に腸内微生物叢が関与するかを明らかにするために、クサアリモドキを材料とし、ショ糖水とともにペニシリン－ストレプトマイシンを与えた区と、ショ糖水のみを与えた区で、アリの行動と死亡率を比較するとともに、モノトラップによる揮発性物質の捕集を試みた。その結果、処理区間でアリの行動や死亡率に変化は見られず、また、アリに由来すると思われる揮発性物質は検出されたものの、その量は非常に少なく、処理区間での差異は認められなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
16S rDNAアンプリコンシーケンスを行うと、腸内微生物ではなく細胞内共生微生物ばかりが検出されてしまうという実験上の問題を解決するために時間を要し、研究計画に遅れが生じた。さらにコロナによる物流の滞りにより試薬・消耗品の到着が遅れ、 計画の遅れが助長された。
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| Strategy for Future Research Activity |
期間延長予定。
好蟻性昆虫とアリとの間に腸内微生物叢の共通性が見られるかについて、さらにサンプル種数を増やして検討を進め、昨年度得られた「共通性は見られない」という結果に普遍性があるかを確かめる。細胞内共生微生物ばかりが検出されてしまう実験上の問題点については、前年度に考案したDNA抽出法で対処する。
アリ由来の揮発性物質と腸内微生物叢との関係については、飼育環境下での揮発性物質の捕集が予想以上に困難で、まだ開発の目途が立たないため、計画を一部変更し、野外巣も視野に入れ、揮発性物質の捕集方法の開発に注力する。
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| Causes of Carryover |
実験上の問題を解決するために時間を要し、予定通りに16S rDNAアンプリコンシーケンスを進められなかったこと、コロナの影響で、採集エリアを近隣に限定したことや予定通りに消耗品を購入できなかったことから余剰金が生じた。次年度、主として消耗品と16S rDNAアンプリコンシーケンス解析費用に使用予定である。
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