Vespa velutina の腸内細菌の多様性と韓国における適応の可能性への影響

背景: キイロスズメバチ (Vespa velutina) などの外来種は、他の 4 つのベスパ種 (ベスパ アナリス、ベスパ クラブロ、ベスパ デュカリス、ベスパ マンダリニア) とともに、環境、経済、人間の健康に重大な脅威をもたらしています。この研究は、韓国におけるこれらの種、特に V. velutina の侵入成功に寄与する重要な要因を理解することに焦点を当てています。この分析には、女王スズメバチの腸内細菌群集と炭素と窒素の安定同位体が含まれており、腸内微生物組成と食物資源利用の差異を特定することを目的としています。 結果: 5 種類の Vespa 種の腸内細菌群集は主にプロテオバクテリアで構成されており、ファーミクテス属とバクテロイデテス属も存在していました。Vespa velutina と V. mandarinia は、門レベルでファーミクテス属の存在量が高く、おそらく食物繊維の分解と短鎖脂肪酸の生産能力が増加し、競争上の優位性をもたらしていることを示しています。5 種のベスパ種の間では、窒素と炭素の安定同位体値に大きな違いは見出されず、これらが同様の食物源を摂食していたことを示唆しています。しかし、V. velutina はより多くの固有の腸内細菌の操作分類単位 (OTU) を有しており、これは別個の腸内細菌セットの獲得による適応を示唆しています。観察された指数とシャノン指数の間、およびδ15 N と観察された指数の間に有意な相関関係が見つかり、食物源の多様性が腸内細菌群集の多様性に影響を与える可能性があることを示唆しています。 結論: 私たちの研究は、V. velutina の韓国の新しい環境への適応に関する貴重な洞察を提供しました。外来種の成功における腸内微生物叢の潜在的な役割が解明されました。この情報は、外来種の管理、対象を絞った管理方法、予防規制の実施にとって非常に重要です。ベスパ種の腸内細菌叢と新しい環境への適応を完全に理解するには、より大きなサンプルサイズと包括的なサンプリングによるさらなる研究が必要です。© 2023 化学工業協会。

BACKGROUND: Invasive species such as the yellow-legged hornet (Vespa velutina), along with four other Vespa species - Vespa analis, Vespa crabro, Vespa ducalis, and Vespa mandarinia - pose significant threats to the environment, economy, and human health. This study focuses on understanding the key factors contributing to the successful invasion of these species, particularly V. velutina, in South Korea. The analysis encompasses the gut bacterial communities and stable isotopes of carbon and nitrogen of the queen hornets, aiming to identify variances in gut microbial composition and food resource utilization. RESULTS: The gut bacterial communities in the five Vespa species were primarily composed of Proteobacteria, with Firmicutes and Bacteroidetes present. Vespa velutina and V. mandarinia had higher Firmicutes abundance at the phylum level, possibly indicating an increased capacity for dietary fiber breakdown and short-chain fatty acid production, providing them with a competitive edge. No significant differences in nitrogen and carbon stable isotope values were found among the five Vespa species, suggesting that they fed on similar food sources. However, V. velutina had a higher number of unique gut bacterial operational taxonomic units (OTUs), implying adaptation through the acquisition of a distinct gut bacterial set. Significant correlations were found between the observed index and the Shannon index, and between δ15 N and the observed index, suggesting that the food source diversity may influence the gut bacterial community diversity. CONCLUSION: Our study offered valuable insights regarding the adaptation of V. velutina to its new environment in South Korea. The potential role of gut microbiota in the success of invasive species was elucidated. This information is crucial for the management of invasive species, targeted control methods, and implementing preventive regulations. Further studies with larger sample sizes and comprehensive sampling are required to gain a complete understanding of the gut microbiota of Vespa species and their adaptation to new environments. © 2023 Society of Chemical Industry.