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The effect of climate on the evolutionary process of lepturine beetle-yeast symbioses

Research Project

Project/Area Number 20KK0349
Research Category

Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (A))

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 39050:Insect science-related
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

土岐 和多瑠  名古屋大学, 生命農学研究科, 講師 (50611406)

Project Period (FY) 2021 – 2024
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥14,040,000 (Direct Cost: ¥10,800,000、Indirect Cost: ¥3,240,000)
Keywords消化共生 / 木材 / 材食性昆虫 / 酵母 / 垂直伝播
Outline of Research at the Start

材食性昆虫の多くは微生物と共生し、微生物の助けを借りて消化困難な木材を餌とすると考えられている。ハナカミキリは幼虫が材食性で、キシロース資化性酵母と共生する。基課題では、中部地方産ハナカミキリを網羅的に調べ、温帯に成立するハナカミキリ-菌共生系を明らかにした。本国際共同研究では、これを拡張し、異なる気候条件の森林においてもこの共生パターンが普遍的に見られるかを検証し、共生系の成立プロセスと気候条件の関係を明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

材食性昆虫の多くは微生物と共生し、微生物の助けを借りて消化困難な木材を餌とすると考えられる。ハナカミキリは幼虫が材食性で、キシロース資化性酵母と共生する。基課題では、中部地方産ハナカミキリを網羅的に調べ、温帯に成立するハナカミキリ-菌共生系を明らかにした。本国際共同研究では、これを拡張し、異なる気候条件の森林においてもこの共生パターンが普遍的に見られるかを検証し、共生系の成立プロセスと気候条件の関係を明らかにする。
今年度は、台湾での野外調査を行い、台湾産ハナカミキリより酵母を分離、同定したところ、日本産種と共通する酵母が分離された。
日本各地より得られたハナカミキリ由来の酵母について、株レベルの遺伝的変異を調べ、宿主ハナカミキリとの対応関係を調べた。その結果、酵母種によって株レベルで多種の宿主ハナカミキリと関係している場合と、株ごとに宿主ハナカミキリ種が異なる場合とが見られた。共生系の維持において、水平伝播が大きく影響するケースと、垂直伝播により依存するケースとがあることを示唆している。
幼虫の飼育実験を行い、共生酵母が成長に寄与することを明らかにした。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

台湾での野外調査を行ったものの、サンプリングできた数が少なく、亜熱帯のハナカミキリー菌共生系の多様性の全体像の解明には不十分であるため。

Strategy for Future Research Activity

研究期間を延長し、台湾現地調査を再度行う予定である。

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Fungal community of mycetangia in the ship-timber beetle Elateroides dermestoides (Coleoptera: Lymexylidae) in Japan2023

    • Author(s)
      Toki Wataru
    • Journal Title

      Symbiosis

      Volume: 89 Issue: 3 Pages: 299-305

    • DOI

      10.1007/s13199-023-00900-4

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Presence of non-symbiotic yeasts in a symbiont-transferring organ of a stag beetle that lacks yeast symbionts found in other stag beetles2023

    • Author(s)
      Yamamoto Daichi、Toki Wataru
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 13 Issue: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-023-30607-x

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Yeast associated with flower longicorn beetle Leptura ochraceofasciata (Cerambycidae: Lepturinae), with implication for its function in symbiosis2023

    • Author(s)
      Kishigami Mako、Matsuoka Fumiaki、Maeno Akiteru、Yamagishi Shohei、Abe Hisashi、Toki Wataru
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 18 Issue: 3 Pages: e0282351-e0282351

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0282351

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Nutritional resources of the yeast symbiont cultivated by the lizard beetle Doubledaya bucculenta in bamboos2021

    • Author(s)
      Toki Wataru、Aoki Dan
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 19208-19208

    • DOI

      10.1038/s41598-021-98733-y

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Diversity of longicorn beetle-yeast associations2024

    • Author(s)
      Wataru Toki, Mako Kishigami, Saki Monji
    • Organizer
      第71回日本生態学会大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 日本産ハナカミキリ亜科とScheffersomyces属酵母の共生パターン2023

    • Author(s)
      土岐和多瑠, 岸上真子, 門司早紀, 鈴木智之
    • Organizer
      日本昆虫学会第83回大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] エサとなる共生酵母の栽培基質がニホンホホビロコメツキモドキの産卵選好性と幼虫の発育に及ぼす影響2023

    • Author(s)
      岡島大洋, 土岐和多瑠
    • Organizer
      日本昆虫学会第83回大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] ハナカミキリと酵母の共生関係の多様性2023

    • Author(s)
      土岐和多瑠, 岸上真子, 門司早紀
    • Organizer
      日本甲虫学会第13回大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 材依存性甲虫の共生器官で運搬される酵母の多様性2023

    • Author(s)
      土岐和多瑠
    • Organizer
      第67回日本応用動物昆虫学会大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] ハナカミキリー酵母共生系の地理的変異2023

    • Author(s)
      門司早紀, 岸上真子, 鈴木智之, 土岐和多瑠
    • Organizer
      第70回日本生態学会大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ハナカミキリ幼虫の共生酵母の獲得経路:母親由来?環境由来?2022

    • Author(s)
      松岡史晃、岸上真子、鈴木智之、山迫淳介、土岐和多瑠
    • Organizer
      日本生態学会第69回全国大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-03-19   Modified: 2024-12-25  

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