アブラナ科植物黒斑細菌病の防除に向けた植物－病原細菌の相互作用の解明
| Project/Area Number |
21J10765
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 39040:Plant protection science-related
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
坂田 七海 筑波大学, 理工情報生命学術院, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2021-04-28 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
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| Keywords | 植物保護 / 病原細菌 / 植物ー細菌相互作用 / 病原力因子 / 天然資材 / 細菌病 / アブラナ科植物 / アブラナ科植物黒斑細菌病 / 植物抵抗性誘導剤 / アシベンゾラルS-メチル / キャベツ / ダイコン / エンバク |
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| Outline of Research at the Start |
近年、Pseudomonas cannabina pv. alisalensis (Pcal)による黒斑細菌病がアブラナ科作物に被害を与えている。現在の細菌病防除は化学農薬に依存しており、耐性菌の出現や環境負荷が問題となっている。それに対して、病原細菌の感染機構や植物の抵抗性機構をターゲットとする薬剤では、その複雑な作用機構により病原菌がこれを打破することは難しく、耐性菌の出現は少ないと考えられる。そこで、本研究では、宿主植物がどのような抵抗性機構を有しているのか、また、Pcalはどのような病原力因子や感染機構を有しているのかという、植物－病原細菌の相互作用の解析を実施している。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、アブラナ科植物黒斑細菌病の防除に向けて、当初の予定通り、課題（１）および課題（２）を通して、植物―病原細菌の相互作用の解明に取り組んだ。
課題(1)においては、これまで行ってきたPcalの病原力因子のスクリーニング、毒素コロナチンの機能解析、アミノ酸代謝の病原力における役割の解明に加え、トランスポーターの病原力における役割の解明、転写因子HexRの病原力における役割の解明に取り組んだ。多角的に研究を推進する中で、Pcalが植物に侵入する前および侵入する感染過程に多くの病原力を必要としていることが明らかになった。
課題(2)においては、継続して行ってきた植物抵抗性誘導剤アシベンゾラル S-メチル(ASM)の作用機構の解明に加え、新規な防除資材の探索も行い、セルロースナノファイバー(CNF)および複数のアミノ酸がアブラナ科植物黒斑細菌病の抑制に寄与することを明らかにした。CNFをキャベツ葉に処理することで、葉の表面性質が疎水性から親水性に変わり、細菌の病原力因子関連遺伝子発現が低下することを明らかにした。特に、細菌の運動能に関わるべん毛タンパク質遺伝子の発現が低下し、運動能が低下、その結果植物内への細菌侵入数が減少することが示唆された。また、キャベツ黒斑細菌病防除に資するアミノ酸の探索を行い、多くのアミノ酸が防除効果を発揮することを明らかにした。加えて、その作用機構の一つが、気孔開口幅の減少による細菌侵入数の抑制であることを示した。
本研究を通して、「病原細菌が植物に侵入する前の感染過程をターゲットとすることは、細菌病防除の有効な防除法になりうる」という一つのメッセ―ジを提言できたと自負している。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(26 results)
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[Presentation] Covering cabbage leaves with cellulose nanofiber confers resistance against Pseudomonas cannabina pv. alisalensis.2023
Author(s)
Sakata, N., Shiraishi, N., Saito, H., Komoto, H., Ishiga, T., Usuki, G., Yamashita, Y., and Ishiga, Y.
Organizer
Interdisciplinary Symposium on the Development of Bioresource Engineering Based on the Analysis of Colloid Aggregation and Electrokinetic Phenomena (ISBEC) 2023
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[Presentation] Acibenzolar-S-methyl controls bacterial blight of Brassicaceae systemically2021
Author(s)
Sakata, N., Ishiga, T., Ugajin, T., Taniguchi, S., Hirata, T. and Ishiga, Y.
Organizer
19th International Society for Molecular Plant-Microbe Interactions
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