2017 Fiscal Year Research-status Report

揮発性代謝産物が真菌類とシロアリとの情報伝達で果たす役割とそのメカニズム解明

Research Project

Project/Area Number	16K07819
Research Institution	Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Institute
Principal Investigator	小沼ルミ地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター, 開発本部開発第二部環境技術グループ, 主任研究員 (90463075)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	大村和香子国立研究開発法人森林研究・整備機構, その他部局等, 研究員 (00343806)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords	シロアリ / 木材腐朽菌 / MVOC / 触角電位図
Outline of Annual Research Achievements	本研究では、木材腐朽菌とシロアリとの生物間相互作用の中で、木材腐朽菌に由来する揮発性有機化合物が、どのような意味を持つ「情報」としてシロアリに認識され、誘引／忌避行動などを誘発するのかを菌種ごとに解析し、そのMVOC成分を明らかにすることを目的している。今年度は，前回の科研費研究（平成25～27年度の科学研究費補助金若手研究（B）課題番号25850126「担子菌由来の揮発性メタボライトをトレーサーにした新たな腐朽探知法の確立」）で明らかにしたMVOC成分に対するシロアリの嗅受容細胞の反応を解析した。具体的には，褐色腐朽菌オオウズラタケ（Fomitopsis palustris、MAFF 420001）、および白色腐朽菌カワラタケ（Trametes versicolor、MAFF 420002）のMVOC，13成分を刺激源とし，標品を用いてイエシロアリ職蟻の触角電位測定を実施した。刺激源には，アルコール類3種，エステル類3種，ケトン類2種，セスキテルペン類1種，フラン誘導体1種，直鎖状の炭化水素3種を用いた。その結果、木材腐朽菌が放散するMVOCに対するイエシロアリの触角応答電位は化合物ごとに異なっており，本研究で用いた化合物においてはアルコール類に対して比較的高くなることを明らかにした。一方で，直鎖状の炭化水素では触角応答電位が低いことをつきとめた。また，触角応答電位の大きさは刺激源の濃度に応じて変化したが，直鎖状の炭化水素では刺激源濃度による応答の明確な違いがないことを明らかにした。今年度までに得られた研究成果をまとめ，学会発表3件，雑誌論文1報を通じて発表を行った。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 本研究では、木材腐朽菌とシロアリとの生物間相互作用の中で、木材腐朽菌に由来する「におい＝MVOC」が、どのような意味を持つ「情報」としてシロアリに認識され、誘引／忌避行動などを誘発するのかを解析し、そのMVOC成分を明らかにすることを目指すものである。H28年度には真菌種に対するシロアリの嗜好性の解明を行う予定であったが，シロアリを使用した行動実験系の構築が難航したため，申請者らがこれまでに明らかにしたMVOC成分を刺激源としたイエシロアリの触角電位測定を行った。これによって，MVOC成分ごとの触角応答電位の違いを明らかにした。さらに，MVOCの化学分類による触角電位応答の特徴を明らかにした。H29年度にはMVOC成分の濃度による触角電位応答の違いを明らかにした。また，試行錯誤の結果，匂いによる誘引／忌避行動の観察が可能なシロアリを用いた行動実験系の構築に成功した。構築した実験系を用いてイエシロアリの行動実験を行い，シロアリ誘引効果のある化合物を突き止めた。以上のことから，本研究の目的に対して現在までの達成度をおおむね順調と判断した。
Strategy for Future Research Activity	シロアリの木材腐朽菌種に対する嗜好性を明らかにするため，構築したシロアリの行動実験系によって，複数の木材腐朽菌種を用いてシロアリの誘引／忌避行動等の観察を行う。また，シロアリの行動に誘引または忌避などの反応が見られた真菌種ついて、真菌生育時に放散されるMVOCを分析する。分析は主に加熱脱着式のガスクロマトグラフィー質量分析法（GC/MS; Gas Chromatograph / Mass Spectrometer）によって実施する。なお，MVOCは木材腐朽菌の生育段階によって変化することが既往の研究で明らかになっている。そのため，行動実験で反応が見られた菌種から誘引/忌避行動を誘発したMVOC成分を特定するためには，行動実験時とGC/MS測定時の木材腐朽菌の生育日数，および培養条件を等しくする必要がある。しかしながら，菌株の継代回数等も含めて，異なる培養株の培養条件を完全に一致させることは非常に難しい。そのため，一定期間培養した木材腐朽菌からMVOCを抽出し，抽出液を用いた行動実験およびGC/MSによる成分分析を行うことも視野にいれて研究を遂行する。
Causes of Carryover	（理由）急遽必要な試薬や器具の購入を迅速に行うことを目的に，経費を全額使用することを控えたため。（使用計画）次年度は主に木材腐朽菌が放散するMVOC分析のための試薬・器具類の購入に使用する。