昆虫病原菌

昆虫病原性真菌は、真菌界に属する寄生性の単細胞または多細胞微生物であり、昆虫に感染して重度の障害を与えたり殺したりすることがあります。昆虫病原性は特定の真菌類に限定されず、真菌界の6つの部門（子嚢菌門、卵菌門、担子菌門、ツボカビ門、接合菌門、微胞子虫門）に見られます。^[1]真菌昆虫病原体には日和見的なものもあれば、昆虫に非常に特異的な病原体に進化したものもあります。^[1]

他の多くの昆虫病原体（昆虫病原ウイルス、線虫、細菌）とは異なり、ほとんどの昆虫病原菌は経口摂取を必要とせず、昆虫の表皮を直接攻撃し、外骨格を通して昆虫の体に侵入します。^[2]これらの菌類は、接着素（昆虫の表皮に付着する）、溶解酵素（昆虫の表皮を加水分解する）、二次代謝産物など、幅広い病原性因子を使用します。^[3]一部の昆虫病原菌は、さまざまな二次代謝産物を使用して昆虫の神経系を乗っ取ることで昆虫の行動を操作する能力を進化させています^[4]

昆虫病原菌は、昆虫の個体数を制御することで自然環境において重要な生態学的役割を果たしています。昆虫30目のうち19目には真菌病原体があります。^[1]^[4]この能力のため、真菌は農業において生物防除剤/生物殺虫剤として使用されており、化学農薬の持続可能な代替品と考えられています。^[5]

典型的なライフサイクルと一般的な生物学

昆虫病原菌は単系統群を形成しません。異なる系統の菌類は異なるライフサイクルを持つ可能性があり、系統内、種間、さらには種内の分離株間でも違いが見られます。^[5]この高い多様性と異なる系統の菌類間の対照的な違いのため、すべての昆虫病原菌に共通する詳細な典型的なライフサイクルを定義することは困難です。

しかし、感染プロセスを開始するために環境中に分散した微小な胞子（通常は無性胞子または分生子）を使用することは、すべての既知の昆虫病原性真菌に共通しています。これらの胞子は、通常、ハイドロフォビンとアドヘシンを使用して宿主のクチクラに付着し、それを認識します。 ^{[3]温度と（通常は高い）}湿度の適切な条件下で、これらの胞子は発芽し、菌糸として成長し、昆虫のクチクラに定着します。胞子は酵素加水分解によってクチクラを貫通し、昆虫の体腔（血腔）に到達します。次に、真菌細胞は、通常は壁のある菌糸として、または壁のないプロトプラストの形で（関与する真菌によって異なる）宿主の体腔内で増殖します。感染した真菌が宿主の汎用菌であるか専門菌であるかに関係なく、感染は通常、昆虫の死につながり、その後、真菌が出現して死んだ昆虫上で胞子を形成します。胞子形成は通常、死体の外面で起こります。しかし、環境湿度によっては死体の内表面でも起こることがあります。菌類の中には、昆虫の死体を仮根で葉に付着させ、適切な新しい宿主に遭遇する可能性が高い同じ環境に留めておくものもあります。^[5]

グループ

冬虫夏草はさまざまな節足動物に寄生します。これは冬虫夏草に寄生されたスズメバチです。

昆虫病原菌には、いくつかの主要な菌類グループからの分類群が含まれており、単系統群を形成しません。多くの一般的および/または重要な昆虫病原菌は、子嚢菌門のHypocreales目に属します。無性 (アナモルフ) 段階のBeauveria、Isaria (旧Paecilomyces )、Hirsutella、Metarhizium、Nomuraeaおよび有性 (テレオモルフ) 段階のCordycepsです。その他 ( Entomophthora、Zoophthora、Pandora、Entomophaga ) は接合菌門のEntomophthorales目に属します。

菌類は他の無脊椎動物を攻撃して殺すこともあります。例えば、Purpureocillium ( Ophiocordycipitaceae ) は線虫害虫の駆除に使用されます。

害虫管理

昆虫病原菌は天然の殺虫剤であり、環境的に安全であると考えられているため、昆虫の生物学的防除のための研究は100年以上にわたって行われてきました。特に、子嚢菌類の無性期（Beauveria spp.、Isaria spp.、Lecanicillium spp.、Metarhizium spp.、Purpureocillium spp.など）は、生物農薬としての使用に有利な特性があるため、精査されています。^[6]昆虫病原菌を農薬として開発するには、宿主特異性、安定性、処方、および適用方法の研究が必要です。

生産

昆虫病原菌のほとんどは人工培地で増殖できます。複合培地を必要とする菌もありますが、Beauveria bassianaやMetarhizium属の利用可能な種のように、米や小麦粒などのデンプン質を多く含む基質で増殖できる菌もあります。

毒性

Entomophthorales は、自然界で動物間伝染病(多数の死者を伴う流行) を引き起こすことがよく報告されています。これらの菌類は毒性があります。無形子嚢菌門 ( Metarhizium、Beauveriaなど) は、自然界で動物間伝染病を引き起こす頻度は低いと報告されています。

宿主関係の化学的手がかり

Beauveria bassianaやMetarhizium spp.などの昆虫病原菌は、分生子を介して感受性のある宿主集団に感染します。^[7]^[8]これらの菌と宿主ターゲット間のシグナル伝達キューは調査中です。これらの寄生虫を感知する能力は、宿主ターゲットに対する適応度を高めることができます。シグナル認識は、一部の宿主では発生しますが、他の宿主では発生しないことが証拠から示唆されています。たとえば、外部寄生虫 Cephalonomia tarsalis はB. bassianaに感受性がありますが、この菌または感染した宿主の遊離分生子の存在を検出できません。^[9]これらの寄生虫を検出できないため、宿主または宿主の子孫が感染するか、死亡します。対照的に、シロアリは致死的な分生子株のいくつかを検出して回避します。^[10]他の土壌生息性昆虫は、特定の昆虫病原菌を検出して回避する能力を進化させてきました。^[要出典]

参照

菌類 - Wikipedia
生物農薬
昆虫病原性線虫
メタライジウムの生物殺虫剤としての使用に関する詳細については、LUBILOSAおよびDesert locust をご覧ください。

参考文献

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外部リンク

ウォーリック大学による昆虫およびダニ害虫の真菌による防除
ARSEFコレクションのサービスと歴史
ARS 昆虫病原性真菌培養コレクション (ARSEF)
昆虫病原菌による効果的な害虫管理戦略：レビュー、Hafiza Tahira Gul、Shafqat Saeed、Fawad Zafar Ahmad Khan、「応用科学とビジネス経済学」第1巻第1号、[10-18] 2014年6月。

[:1-1] Araújo, JPM; Hughes, DP (2016-01-01), Lovett, Brian; St. Leger, Raymond J. (eds.)、「第 1 章 - 昆虫病原菌の多様性: どのグループが昆虫の体を征服したか?」、Advances in Genetics、Genetics and Molecular Biology of Entomopathogenic Fungi、94、Academic Press: 1–39、doi :10.1016/bs.adgen.2016.01.001、PMID 27131321 、 2024-09-11取得

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[:32-3] リトウィン、アンナ;ノワク、モニカ。ロザルスカ、シルウィア (2020-03-01)。「昆虫病原性真菌: 型破りな応用」。環境科学およびバイオ/テクノロジーのレビュー。19 (1): 23-42。土井: 10.1007/s11157-020-09525-1。ISSN 1572-9826。

[:4-4] Xiao、Guohua;イン・シェンファ。鄭、彭。王鄭梁。チャン、シウェイ。謝、雪琴。シャン、ヤンファン。セント・レジャー、レイモンド・J.趙国平。王、成州。馮、明光 (2012-07-02)。「ボーベリア・バッシアナにおける真菌昆虫病原性の進化に関するゲノム的観点」。科学的報告書。2 (1): 483.土井:10.1038/srep00483。ISSN 2045-2322。PMC 3387728。PMID 22761991。

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