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タバコシバンムシLasioderma serricorneとマイコトキシン産生真菌の関係に関する研究
https://az.repo.nii.ac.jp/records/3359
https://az.repo.nii.ac.jp/records/3359bd6efd14-88d6-4a9b-92d6-d2b130c7043f
| 名前 / ファイル | ライセンス | アクション |
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diss_de_kou0030 (5.7 MB)
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diss_de_kou0030_jab&rev (289.5 kB)
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| Item type | 学位論文 / Thesis or Dissertation(1) | |||||||
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| 公開日 | 2013-02-28 | |||||||
| タイトル | ||||||||
| タイトル | タバコシバンムシLasioderma serricorneとマイコトキシン産生真菌の関係に関する研究 | |||||||
| タイトル | ||||||||
| タイトル | Relationship between the cigarette beetle (Lasioderma serricorne) and the mycotoxin-producing fungi | |||||||
| 言語 | en | |||||||
| 言語 | ||||||||
| 言語 | jpn | |||||||
| 資源タイプ | ||||||||
| 資源タイプ | thesis | |||||||
| 著者 |
橋本, 一浩
× 橋本, 一浩
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| 抄録 | ||||||||
| 内容記述タイプ | Abstract | |||||||
| 内容記述 | タバコシバンムシは食品工場や一般住宅で発生し、乾燥動植物質を食害する微小甲虫である。これまでの研究により、一般住宅の屋内およびその周辺環境でごく普通に捕獲されること、また多くの真菌や病原細菌を保持していることが明らかにされ、シバンムシがこれらの微生物を伝搬している可能性が指摘されている。筆者は、シバンムシからオクラトキシン産生能を有するAspergillus ochraceusが高頻度に分離されることをこれまでに報告してきた。 シバンムシに関する研究報告は多く見られるが、シバンムシの生態については解明されていない点が多々ある。特に日常における棲息場所については最大の謎であり、自然界での繁殖場所等はもちろん、主要な棲息場所が屋内であるのか屋外であるのかも不明である。本研究では、住宅において捕獲された虫体における真菌相と、その住宅の周辺環境の真菌相を比較することで、シバンムシの棲息場所が屋内に依存するのか、それとも屋外に依存するのかを突きとめることを目的とした。また、過去の研究によりシバンムシから多数分離されているA. ochraceusに焦点を当て、その毒性およびDNAタイプを明らかにすることにより、シバンムシと真菌の共生・寄生の関係について調べた。 シバンムシの捕獲は2010年7月中旬から同年9月中旬の間に、東京都小平市の戸建A宅および埼玉県上尾市の戸建B宅の一般住宅2軒を対象として行った。捕獲されたシバンムシから真菌の分離を試みたところ、供試した294個体中278個体(94.6%)から真菌が分離され、黒色真菌グループ(Exophiala属、Fonsecaea属、Phialophora属など)がA宅で114個体中65個体(57.0%)、B宅で180個体中120個体(66.7%)と高率に分離され、A. ochraceusがA宅で6個体(5.3%)、B宅で27個体(15.0%)と特異的に分離された。 シバンムシの捕獲を行った住宅の空中浮遊真菌を捕集し、環境中の真菌相を調べたところ、Aspergillus section RestrictiがA宅屋内で43.3CFU/m^3(I/O比=6.8)、B宅屋内で229.4CFU/m^3(I/O比=98.3)と高濃度であり、シバンムシから高率に分離された黒色真菌グループやA. ochraceusの空気中濃度は低かった。また、調査住宅の周辺土壌を採取し、真菌の分離を試みたところ、A宅の土壌からは、5箇所中1箇所(20%)から分離され、B宅では5箇所中4箇所(80%)から分離された。 シバンムシの体表面から多く分離された黒色真菌グループやA. ochraceusは土壌中や腐朽植物など屋外に多い点、また、屋内環境中で多く見られたA. section Restrictiのシバンムシからの分離率が低いことから、シバンムシは生活の大部分を屋外、特に黒色真菌グループが分布する腐朽植物や腐葉土などで過ごしていると考えられる。シバンムシは長期間に渡って屋内に定着しているわけではなく、あくまでも外部から侵入してきて、餌や繁殖場所の探索のために屋内を通過しているに過ぎないことが示唆された。 以上の調査で分離されたA. ochraceus60株について、オクラトキシンA(OTA)およびオクラトキシンB(OTB)の産生量をLC/MS/MSにて定量した。さらに、これらA. ochraceusのミトコンドリア・チトクロームb(Cytb)遺伝子および26SrRNA遺伝子D1/D2領域の塩基配列を解析し、DNAタイプを分類した。 分析したA. ochraceus60株のうちOTAが検出されたのは46株(76.7%)で平均産生量は大麦5gあたり1463μgであった。また、OTBは37株(61.7%)から検出され、平均産生量は大麦5gあたり118μgであった。OTAはオクラトキシン類の中でも特に強い腎発癌性を示し、IARCではOTAの発癌性をグループ2B(ヒトに対する発癌の可能性有り)に指定している。OTA産生種はA. ochraceusの他にA. carbonarius、Penicillium verrucosumなどが知られている。ヨーロッパではA. carbonariusやP. verrucosumが食品中のOTA汚染の主な原因菌とされるが、これらは日本国内における分布は少なく、OTA産生量も100ppmに満たない菌株がほとんどである。この結果から、国内におけるOTA汚染の主要な原因菌はA. ochraceusであると考えられる。A. ochraceusのCytb遺伝子のタイプはAO-1、AO-2、AO-3、AO-3-2およびAO-4に分類され、26SrRNA遺伝子D1/D2領域では、D1D2-1、D1D2-2およびD1D2-3に分類された。Cytb遺伝子でAO-1、AO-2、AO-3およびAO・3-2に分類される菌株は、D1/D2領域ではD1D2-1に分類された。また、Cytb遺伝子でAO-4に分類される菌株は、D1/D2領域でD1D2-2およびD1D2-3のいずれかに分類された。多量のOTAを産生するA. ochraceusは、AO-4(ミトコンドリアCytb遺伝子による分類)、D1D2-2およびD1D2-3(26SrRNA遺伝子D1/D2領域による分類)に属し、分離菌株の多くがこれらのタイプに分類されることが明らかとなった。それ以外の遺伝子タイプに分類された菌株のOTA産生量はいずれも検出下限を下回った。 食品害虫のシバンムシからはA. ochraceusが特異的に分離されており、これらの分離株の多くはAO-4に分類され、OTA産生株であった。貯蔵穀類など食品におけるOTA汚染に関して、シバンムシがトキシン産生株を運搬している可能性が明らかとなった。 また、シバンムシから分離されたA. ochraceus(AO-4)の平均OTA量は1564μg/5g(n=34)であったのに対し、空中から分離されたA. ochraceus(AO-4)の平均OTA量は2266μg/5g(n=11)と虫体由来株のOTA産生量の方が有意に低かった(Mann-Whitney-U検定 ; Z=107、p<0.05)。これは、次のような原因が考えられる。(1)虫体に多量のOTAを産生するA. ochraceus分生子が付着すると、比較的早期に死亡する傾向にある。つまり、強毒株を保有する個体はトラップに辿り着く前に息絶えてしまうものが多く、結果的に強毒株の回収率は減少する。(2)多量のOTAを産生するA. ochraceusをシバンムシが避ける傾向にある。 真菌がマイコトキシンを産生する理由は解明されていないが、(1)の場合、キャリアーを殺して、キャリアーを「培地」として発育するために、マイコトキシンを利用していることが考えられる。(2)の場合、OTAの代謝量に比例して、シバンムシに対し忌避効果を有するMVOC(微生物有機揮発性化合物)を発生させていることが考えられる。 本研究により、タバコシバンムシの主な棲息場所が屋外であること、シバンムシから分離されるA. ochraceus(AO-4)のOTA産生量が低い傾向にあることなどの新事実が明らかにされた。 |
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| Abstract | ||||||||
| 内容記述タイプ | Other | |||||||
| 内容記述 | Lasioderma serricorne, commonly known also as the cigar beetle, cigarette beetle or tobacco beetle, is a small beetle that is commonly seen at food processing factories and also in residential homes. It is a pest that devours both dried plant products and dehydrated animal products. Previous studies have shown that these insects can easily be collected in indoor areas as well as in the vicinities outdoor. Moreover, many fungi and pathogenic bacteria had also been isolated from these beetles. Thus, they have been implicated as the carriers and transmitters of the pathogenic microorganisms. The author's research group has also reported that Aspergillus ochraceus, a species of fungus which can produce ochratoxin, has frequently been isolated from these L. serricorne. Although there have been many reports on endosymbionts and microorganism related to L. serricorne, its ecology, particularly, its natural major habitat and its breeding sites has not been clearly elucidated. It is still not known whether their frequent natural habitat is actually indoors or outdoors. To elucidate the actual habitat of L. serricorne, the fungus fauna isolated from the L. serricorne collected in residential homes were compared with airborne fungi of the house, as well as with the fungus fauna found in soil in the vicinity of the house. Moreover, since many strains of A. ochraceus had been reportedly isolated from the beetles in previous studies, an attempt to quantify the amount of ochratoxin produced by the various strains of the fungi isolated from the beetle was also carried out. In addition, genetic analysis of the fungi was also performed to clarify the genotype of the various ochratoxin-producing strains. It was found that most of the L. serricorne were carrying dematiaceous fungi, specifically, A. ochraceus and A. versicolor, on their body surfaces. On the contrary, most of the airborne fungi of the residential homes were those of osmophilic fungi, mainly, Aspergillus restrictus. Dematiaceous fungi such as A. ochraceus and A. versicolor, were not frequently isolated from the atmosphere of the residential homes where the L. serricorne were collected. Dematiaceous fungi are often found in the soil and rotting vegetation. Since these fungi were isolated in high frequency from L. serricorne, and almost no A. restrictus, which form the major fungus fauna indoors, was isolated, it is deduced that the major habitat of the L. serricorne must be in the outdoors. It is suggested that their presence indoor is only on a temporary basis, most probably, during their foraging for food. Of the 60 strains of A. ochraceus isolated from the L. serricorne, 46 (76.7%) were found to be producing ochratoxin A (OTA), at an average of 1463μg/5g of barley. In addition, 37 (61.7%) out of the 60 isolated strains of A. ochraceus were producing ochratoxin B (OTB), at an average of 118μg/5g of barley. This finding shows that the isolated OTA-producing A. ochraceus strains were producing OTA at a much higher rate than A. carbonarius and Penicillium verrucosum. This implies that the major source of OTA contamination of food in Japan might probably be due to A. ochraceus. It is known that the strains of A. ochraceus that produces large quantity of OTA belong to that of AO-4, as classified by the mitochondrial cytochrome b gene, and also to that of D1D2-2 and D1D2-3, as classified by the 26S rRNA gene in the region of D1/D2. Most of the A. ochraceus strains isolated from the L. serricorne belong to these 3 aforementioned genotypes. Since OTA-producing strains of A. ochraceus have specifically been isolated from the L. serricorne, which is considered a pest for stored food and grains, it indicates that these beetles can transport the toxin-producing fungi from one place to another, thus bringing about the spread of the food toxin contamination. However, it was also observed that there is a trend indicating that the strains of A. ochraceus isolated from L. serricorne were less potent in producing OTA compared to those strains isolated from the atmosphere or from the soil environment. It is possible that the L. serricorne might have died prematurely when coming into contact with the highly virulent toxin-producing strain of A. ochraceus or the beetles might have devised some sort of mechanisms to avoid carrying the virulent strain in order to survive. From the above results, it is concluded that the major habitat of L. serricorne is in the outdoor, and the strains of A. ochraceus isolated from these L. serricorne tend to produce comparatively lower amount of OTA. |
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| 学位名 | ||||||||
| 学位名 | 博士(学術） | |||||||
| 学位授与機関 | ||||||||
| 学位授与機関名 | 麻布大学 | |||||||
| 学位授与年月日 | ||||||||
| 学位授与年月日 | 2012-03-15 | |||||||
| 学位授与番号 | ||||||||
| 学位授与番号 | 甲第30号 | |||||||
| 著者版フラグ | ||||||||
| 出版タイプ | AM | |||||||
| 出版タイプResource | http://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aa | |||||||
