ミエタリジウムを用いた生物的防除の有効性に影響する腸内マイクロバイオーム相互作用 — てん菜ゾウムシを対象に

小さな甲虫の腸が砂糖作物にとって重要な理由

ヨーロッパ各地のてん菜畑は、小柄ながらも甚大な被害をもたらす害虫、てん菜ゾウムシに脅かされています。多くの強力な化学殺虫剤が禁止された現在、農家はこの重要作物を守るための新しい手段を切実に求めています。本研究は、思いがけない味方――ゾウムシの腸内に棲む目に見えない微生物群集――と、それらが天然の糸状菌性殺虫剤の成功にどのように影響するかを探ります。

若い圃場を一掃しかねない害虫

てん菜ゾウムシは圃場の苗の最大半数を破壊する能力があり、とくに気温上昇によって発育と摂食が早まると被害は拡大します。長年にわたり農家はネオニコチノイドなどの広域殺虫剤に依存してきましたが、これらは欧州連合でほぼ禁止されました。有望な代替策の一つが害虫病原性糸状菌の利用です。これらは自然に昆虫に感染して致死的な病気（菌症）を引き起こします。Metarhizium brunneum と Metarhizium robertsii の2種は、昆虫の外骨格を介して侵入し体内に広がり、最終的に致死的な菌症を起こします。しかし、現地での試験ではこれらの糸状菌が常に同等の効果を示すわけではなく、研究者らは感染の成否に影響を与える昆虫内部の他の要因が何かを問い始めました。

甲虫内部の隠れた生態系

ヒトと同様に、昆虫は食物の消化を助け、免疫を支え、時には病気から守る複雑な細菌や菌類のマイクロバイオームを持ちます。研究者たちはオーストリアの圃場から成虫のてん菜ゾウムシを採取し、M. brunneum、M. robertsii、あるいは無処理の対照に曝露しました。彼らは昆虫の生存期間を追跡し、どの個体に可視の糸状菌成長が発生したかを慎重に確認しました。さらに腸内容物のDNAシーケンシングを用いて、菌症で死亡したゾウムシと菌症を示さず生存した個体の腸内マイクロバイオームを、全体的な多様性と特定の微生物群双方の観点から比較しました。

多様なマイクロバイオームは強い甲虫をもたらす

研究チームは明確なパターンを見出しました。豊かで多様な腸内コミュニティを持つゾウムシは、Metarhiziumの胞子に曝露されても致死的な感染に抵抗する可能性が格段に高かったのです。これらの生存個体（無処理の“健康”対照を含む）は、Salmonella、Stenotrophomonas、Serratia、Staphylococcusといったさまざまな細菌や、Cephalotrichum、Penicillium、Cladosporium、Mortierellaなどの菌類を幅広く抱えていました。これらの多くは他の系で植物物質の分解を助け、有害微生物を競合的に排除したり、抗真菌性化合物を産生したりすることが知られています。対照的に、Metarhiziumに打ち勝てなかったゾウムシは通常、菌自体と少数の細菌属、特にEnterobacterやPantoeaが優占する種の少ない腸内群集を示しました。これは、豊かなマイクロバイオームが保護の盾として働き、単純化された群集はゾウムシを脆弱にすることを示唆します。

微生物の仲間、敵、二重スパイ

さらに掘り下げると、研究は糸状菌防除を助けるか妨げるかもしれない特定の微生物を特定しました。PantoeaやEnterobacterは菌症を発症したゾウムシと強く関連していました。例えばPantoea agglomeransは昆虫と密接に相互作用し、抗菌性の揮発物質に耐性を持ち、また産生することが知られています。一方、非菌症のゾウムシに見られたSerratia marcescens、Penicillium、Cladosporiumなどは、昆虫を殺す、あるいは毒性化合物で弱らせる能力を持っています。こうした“二重スパイ”は、意図的にMetarhiziumと組み合わせれば、害虫の総死亡率を高める強力なパートナーになり得ると考えられます。これは生物的防除戦略の枠組みに適合します。

雄の甲虫は特に弱点かもしれない

研究者たちは実用上の意味を持つ性差も明らかにしました。雄のてん菜ゾウムシは一般に雌より早く死亡し、糸状菌感染で殺されやすい傾向がありました。彼らの腸内マイクロバイオームは、いくつかの昆虫殺傷性または撹乱的効果を持ち得る細菌や菌類群に富んでいました。自然下では雄は春に土中から早く出現して早期に摂食を始めるため、処理された植物や土との接触が増えます。著者らは、こうした出現が早く感受性の高い雄を標的に糸状菌や微生物の処理をタイミングよく行う（フェロモントラップとの併用も含めて）ことで、個体群構造を偏らせて次世代のゾウムシ数を減らせる可能性があると主張しています。

今後の害虫防除にとっての意味

専門外の方へのメッセージは次の通りです。「環境にやさしい」殺虫法の成否は、攻撃する糸状菌だけで決まるのではなく、害虫の内部にすでに存在する微小な生物群にも左右されるということです。複雑で強靭な腸内コミュニティはゾウムシを糸状菌攻撃から守る一方、特定の細菌や菌類の仲間は糸状菌の殺傷力を強化したり、場合によっては代替したりすることがあります。これらの隠れた連携関係――および雄と雌の差異――を理解し管理することで、農家と研究者はてん菜作物とそれに支えられた砂糖供給を守るために、より信頼性が高く標的化された化学物質を使わない戦略を設計できる可能性があります。

引用: Wöber, D., Wernicke, M., Cerqueira, F. et al. Intestinal microbiome interactions influence Metarhizium-based biocontrol efficacy against the sugar beet weevil. Sci Rep 16, 5174 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36038-8

キーワード: てん菜ゾウムシ, 害虫病原性糸状菌, 昆虫腸内マイクロバイオーム, 生物的害虫防除, Metarhizium