病害誘導抵抗性を活性化する根圏生息性卵菌の評価と生物防除への応用

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K07308
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 長谷 修 山形大学, 農学部, 准教授 (10261497)
• Project Period (FY): 2015-10-21 – 2018-03-31
• Keywords: 誘導抵抗性 / 生物防除 / トマト / ストック

Outline of Annual Research Achievements

根圏生息性卵菌のPythium oligandrum (PO菌)によって活性化される植物の誘導抵抗性について、その情報伝達系に関連した遺伝子を指標にして、誘導抵抗性を定量的に評価することを目的とした。有用微生物による誘導抵抗性が病害防除にどの程度寄与するかを明らかにするのがねらいである。研究成果は抵抗性を高めるための応用研究にも繋がると期待され、生物防除研究全般に波及する学術的な意義があると考えている。
本研究では，作物種あるいは品種間差、PO菌の系統間差、および栽培環境（施肥・土壌条件）がPO菌による誘導抵抗性に及ぼす影響についてi)植物根圏へのPO菌の定着量、ii)植物側の防御反応量、およびiii)感染実験による病原体の蓄積量（あるいは発病程度）を比較定量して解析し、誘導抵抗性の強弱を評価する計画をたて，平成27年度は下記2項目の研究を実施した．
（１）PO菌による誘導抵抗性のトマト品種間差に関する解析：トマト品種‘マネーメーカー’はPOのMMR2株（基準菌株）処理によって抵抗性が誘導されて青枯病が抑制される。本品種を基準品種に設定し、さらに固定種10品種を選定し、PO処理による防御関連遺伝子の発現量を比較定量した。その結果、発現量は品種によって差があり、発現程度が高、中、低レベルの３つのグループに類別することができた。マネーメーカーは高レベルのグループであった。
（２）花き（ストック）の各種菌類病に対するPOの生物防除効果の検討
ストックの土壌病害（萎凋病など）と地上部病害（炭そ病など）に対するPO菌施用の生物防除効果を検討するため，感染実験系を構築した．また、ストックはアブラナ科であることから、シロイヌナズナのゲノム情報を参考にしてPO処理により誘導されるストックの遺伝子のクローニングを行い、これまで複数の遺伝子のクローニングに成功しその塩基配列情報を解読した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

POを処理した場合に誘導されるトマトの防御遺伝子の発現量には明瞭な品種間差が認められ、発現程度に応じて３つのグループに類別することができた。これらのグループを代表する品種を選び、その代表品種間で発病程度試験などの比較解析ができるようになり、当初の計画通りで進んだと判断している。
花きストックの生物防除効果の検討については、27年度でポット栽培苗での感染実験系を概ね確立した。この実験系で、28年度は防除効果の検討に進むことができると考えられ、計画通りと判断した。
一方、POの分離菌株間の差に関する研究についても、実験に着手する計画を立てていた。しかし、前の２つの研究を優先したため、着手しなかった。
一部の予定した研究は着手していないが、概ね研究全体の進捗状況としては順調と考えた。

Strategy for Future Research Activity

28年度は、27年度に実施した（１）と（２）の解析結果を再評価するため、再現実験を行うとともに、この結果を踏まえて、解析をさらに詳細に発展させる。また、（３）の解析に着手する。
（１）PO菌による誘導抵抗性のトマト品種間差に関する解析：防御関連遺伝子の発現量を指標としてグループ分した品種から、それぞれ代表する品種を絞って、発病程度や菌の定着量の定量解析を実施して誘導抵抗性の強弱の評価に挑む。
（２）花き（ストック）の各種菌類病に対するPOの生物防除効果の検討：27年度に接種実験系を確立したので、この系で防除効果の検討を行い、花き病害防除へのPOの効果について評価する。また、PO菌により誘導されるストック遺伝子のクローニングを継続し、分子研究の基盤を構築する。
（３）PO分離菌株による誘導抵抗性の菌株間差に関する解析：すでに分離しているPO菌の19分離株を供試して、トマト、イネ、およびストックにおける防御関連遺伝子の定量解析に着手し、その特徴を明らかにする。

Causes of Carryover

10月に内定を受け、すでに別予算で購入していた物品で今年度分の解析が行えたため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

28年度の使用額は2,888,070円となり、その使用計画は次の通りである。物品費は、遺伝子の発現解析のためにリアルタイム定量解析装置（備品200万円）と関連消耗品（50万円）を計上し遺伝子発現解析の効率化と大量解析を図る。また、研究打合せと成果発表の旅費として10万円、植物材料の栽培管理と実験補助の人件費として10万円、その他、シーケンス解析などの受託解析に18万8千円を計上する。