かび毒および病原性因子の微生物分解代謝と植物病害抑制
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21K05595
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 39040:Plant protection science-related
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
佐藤 育男 名古屋大学, 生命農学研究科, 助教 (70743102)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | 生物防除 / 赤かび病 / かび毒分解微生物 / デオキシニバレノール / かび毒分解 / コムギ / かび毒 / DON分解細菌 / 病原性因子 / 微生物分解 |
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| Outline of Research at the Start |
コムギ赤かび病は、コムギの最重要病害で穀粒の肥大化阻害や穂枯れを引き起こすとともに穀粒にデオキシニバレノール（DON）などのかび毒を蓄積する。DONは植物に毒性を示し、赤かび病菌の病原性因子としても知られていることから、コムギ上でのDONの分解は赤かび病の感染拡大の抑制にも繋がると期待される。本研究ではこれまでに分離したDON分解細菌を用いて、『病原性因子あるいは、かび毒を分解する微生物による病害発生そのものの抑制は可能か』および『DONの分解にはどのような代謝酵素および遺伝子が関与しているか』を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究期間全体を通じて、発芽コムギ、赤かび病菌、DON分解細菌SS3株またはそのDON代謝能欠損株を用いて、DONを介した3者間相互作用について検討した。最終年度は主にqRT-PCRによるコムギ防御応答遺伝子の解析に基づく3者間相互作用を調査した。
本研究ではDON分解細菌SS3株のDON代謝低下変異株をUV照射処理により2株作出し、発症抑制試験を行った。これらの変異株を用いて小穂上で発症抑制試験を行ったところ、品種USU-Apogee（赤かび病弱抵抗性）では変異体2株による発症抑制効果が野生株比べ有意に低下し、DON分解能の欠損による発症抑制効果の低下が示された。一方で、品種農林61号（赤かび病中抵抗性）による同試験では変異株と野生株処理との間で有意な抑制効果の差は見られなかった。従ってDON分解細菌がコムギ上でDONを分解することによる発症抑制効果への寄与の程度はコムギ品種により異なることが示唆された。これらの結果から、SS3株の赤かび病発症抑制機構の一つはDON分解代謝によるものであることが示された。また、いずれかの変異株では部分的に発病抑制能を示したことから、DON代謝以外の発症抑制機構の存在も示唆された。そこで、抵抗性誘導の可能性を検証するため両品種の発芽種子を用いた簡便な試験系（Petri dish test; Morimura et al. 2020）を用いて、qRT-PCRによる、コムギの6つの防御応答遺伝子の発現解析を行ったところ、SS3野生株または変異株の接種により共通して発現上昇する防御遺伝子が見出された。また、発芽コムギのDON蓄積量は農林61号の方がUSU-Apogeeより低いことから、農林61号のDONの解毒能が高く、抵抗性がより発揮されている可能性が考えられた。
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Report
(3 results)
Research Products
(6 results)
