有機養液栽培における根部病害の防除効果および根毛形成誘導の分子機構の解明

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13J03228
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization
• Principal Investigator: 藤原 和樹 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 野菜茶業研究所 野菜病害虫・品質研究領域, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: バイオフィルム / 病害抑止効果 / F. oxysporum

Outline of Annual Research Achievements

有機養液栽培では根圏バイオフィルム形成、根部病害の防除効果、根毛形成の誘導など病理学的、生理学的に重要かつ特徴的な現象が認められる。本研究では、根圏バイオフィルムが及ぼす病害抑止効果への影響を明らかにするため、病原菌に直接影響を及ぼす主要微生物群、および病害抑止効果の獲得に関わる微生物因子を探索し、有機養液栽培の根圏バイオフィルムにおける病害抑止因子の解明を試みた。本年度の成果を以下に要約する。
１．根圏バイオフィルムの微生物生態系のうち、病原糸状菌F. oxysporumに直接影響を及ぼす微生物群の探索および分離を行った。その結果、単独で病原糸状菌F. oxysporumの増殖を抑制する菌株は他の菌株と混合培養すると増殖抑制作用が消失した。一方で、単独では病原糸状菌F. oxysporumの増殖抑制を示さない菌株同士を組み合わせ混合培養すると、F. oxysporumに対して増殖抑制作用を示す事例が複数認められた。
２．根圏バイオフィルムの病原糸状菌F. oxysporumに対する病害抑止効果の獲得に関与する微生物因子の探索を試みた。この実験では、病害抑止効果を示す根圏バイオフィルム（抑止バイオフィルム）を遠心分離し、菌体と上清に分け、それぞれの拮抗作用について検討した。また、病害抑止効果を示さない根圏バイオフィルム（非抑止バイオフィルム）を意図的に作出し、遠心分離処理したものについても同様に解析した。その結果、抑止バイオフィルムの菌体でのみ病原糸状菌F. oxysporumの増殖が抑制された。そこで、抑止バイオフィルムの菌体と非抑止バイオフィルムの上清を混合したところ、病原糸状菌F. oxysporumに対する増殖抑制効果が低減した。以上の結果から、非抑止バイオフィルムの上清は、直接病原菌に拮抗作用は示さないものの、微生物の拮抗性に負の影響を及ぼすことが明らかになった。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Study on the hydroponic culture of lettuce with microbially degraded solid food waste as a nitrate source (2014)
  • Author(s): Chihiro KAWAMURA-AOYAMA, Kazuki FUJIWARA, Makoto SHINOHARA, and Masao TAKANO
  • Journal Title: Japan Agricultural Research Quarterly Volume: 48 Pages: 71-76
  • DOI: 10.6090/jarq.48.71
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mutation of FVS1, encoding a protein with a sterile alpha motif domain, affects asexual reproduction in the fungal plant pathogen Fusarium oxysporum (2014)
  • Author(s): Yuichiro IIDA, Kazuki FUJIWARA, Yosuke YOSHIOKA, and Takeshi TSUGE
  • Journal Title: FEMS Microbiology Letters Volume: 315 Pages: 104-112
  • DOI: 10.1111/1574-6968.12356
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effect of corn steep liquor on lettuce root rot (Fusarium oxysporum f. sp. lactucae) in hydroponic cultures (2014)
  • Author(s): Yufita D CHINTA, Kazuki KANO, Ani WIDIASTUTI, Masaru FUKAHORI, Shizuka KAWASAKI, Yumi EGUCHI, Hideyuki MISU, Hiromitsu ODANI, Songying ZHOU, Kazuhiko NARISAWA, Kazuki FUJIWARA, Makoto SHINOHARA and Tatsuo SATO
  • Journal Title: Journal of the Science of Food and Agriculture Volume: 94 Pages: 2317-2323
  • DOI: 10.1002/jsfa.6561
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 有機質肥料活用型養液栽培の改良を目的とした硝化菌の有機成分耐性の研究 (2015)
  • Author(s): 藤原和樹, 高田名, 安藤晃規, 宮本憲二, 加藤康夫, 浅川 晋, 小川 順, 高野雅夫, 篠原信
  • Organizer: 日本農芸化学会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 2015-03-29
• [Presentation] 有機質肥料活用型養液栽培に有用な微生物群集における病原性細菌の解析 (2015)
  • Author(s): 宇佐美 晶子、藤原 和樹、溝渕 久恭、安藤 晃規、Saijai Sakuntala、志村 悠暉、篠原 信、宮本 憲二、加藤 康夫、浅川 晋、小川 順
  • Organizer: 日本農芸化学会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 2015-03-29
• [Presentation] 硝化特性が向上した微生物群集からの亜硝酸酸化菌の取得 (2015)
  • Author(s): 宇佐美 晶子、安藤 晃規、志村 悠暉、犬飼 龍矢、池本 成美、宮本 憲二、加藤 康夫、浅川 晋、藤原 和樹、篠原 信、小川 順
  • Organizer: 日本農芸化学会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 2015-03-29
• [Presentation] 有機質肥料活用型養液栽培に適した微量金属元素供給資材の開発 (2015)
  • Author(s): 篠原信、太田香菜子、藤原和樹、安藤 晃規、宮本 憲二、加藤 康夫、浅川 晋、小川 順、高野雅夫
  • Organizer: 日本農芸化学会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 2015-03-29
• [Presentation] Contribution of the rhizosphere microbial community to Fusarium wilt suppressiveness in Multiple Parallel Mineralization system (2014)
  • Author(s): Kazuki FUJIWARA, Yuichiro IIDA, Nobutaka SOMEYA, Akinori ANDO, Jun OGAWA, Yasuo KATO, Kenji MIYAMOTO, Masao TAKANO, Jun OHNISHI, Fumihiro TERAMI, Makoto SHINOHARA
  • Organizer: XVI International Congress on Molecular Plant-Microbe Interactions
  • Place of Presentation: Rhodes, Greece
  • Year and Date: 2014-07-29