2017 Fiscal Year Research-status Report

雑草と共生する土壌病原菌の伝染機構の解明

Research Project

Project/Area Number	15K07310
Research Institution	Chiba University
Principal Investigator	宍戸雅宏千葉大学, 大学院園芸学研究科, 教授 (80302537)
Project Period (FY)	2015-04-01 – 2019-03-31
Keywords	雑草根 / 第一次伝染源 / ホモプシス根腐病菌 / 宿主範囲 / ＧＦＰ
Outline of Annual Research Achievements	平成29年度の計画では「ウリ科植物ホモプシス根腐病菌と雑草根との共生は土壌病原菌の伝染源ポテンシャルを増大させる」という仮説を検証する予定で実験を進めたが、本菌ＤＮＡの土壌からの回収率が予想以上に低く（3％以下）、土壌中の菌量を直接測定することが困難となったため、上記仮説の検証が出来ていない。そこで、代替指標を考案し、Inoculum Propagule Unit(感染源繁殖体単位, ＩＰＵ）と名付け、その有効性を検証中である。ＩＰＵは本菌の病原力と高い相関を示し、良好な結果を得ているが、比較対照とすべきDNA量を測定するリアルタイムＰＣＲ用サーマルサイクラーが一時故障したため、事業期間延長を申請し、承認された。一方、平成28年度から進めていた蛍光緑色タンパク質（GFP）遺伝子を挿入したホモプシス根腐病菌を作出し、雑草根への着生・侵入を確認する実験では、ＰＥＧ法による遺伝子組換え株の作出に成功した。そこで、共焦点レーザー顕微鏡を用いてＧＦＰ導入株をイヌムギ、オオバコ、ヤハズエンドウに接種し、本病原菌の着生・侵入の様子を雑草根と宿主であるメロン根とで比較したところ、イヌムギ根では導管に沿って菌糸の進展が見られたが、オオバコやヤハズエンドウ根の内部への侵入は判然としなかった。さらに、ホモプシス根腐病菌野生株を接種したこれら3種の雑草とメロンを共に栽培し、経時的に菌量を定量したところ、本菌がこれらの植物根で増殖しつつ、宿主であるメロン根に感染できることがnested ＰＣＲにより確認された。以上の結果により、イヌムギ、オオバコ、ヤハズエンドウが本菌の第一次伝染源の場を提供する可能性が示された。また、平成27年度の実験結果から、本病原菌は他の10種の雑草根からも検出されており、従来、ウリ科植物に限られていたホモプシス根腐病菌の宿主範囲を再検討する必要があると考えられた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 平成29年度の計画では「ウリ科植物ホモプシス根腐病菌と雑草根との共生は土壌病原菌の伝染源ポテンシャルを増大させる」という仮説を検証する予定で実験を進めたが、本菌ＤＮＡの土壌からの回収率が予想以上に低く（3％以下）、土壌中の菌量を直接測定することが困難となったため、上記仮説の検証が出来ていない。そこで、代替指標を考案し、Inoculum Propagule Unit(感染源繁殖体数, ＩＰＵ）と名付け、その有効性を検証中であることは平成29年度の研究実績の概要にも記載した通りである。実際、ホモプシス根腐病菌に限れば、ＩＰＵは本菌の病原力と高い相関を示し、良好な結果を得ているが、比較対照とすべきDNA量を測定するリアルタイムＰＣＲ用サーマルサイクラーが一時故障したため、本病原菌以外の土壌病原菌に対してもＩＰＵの適用が可能かどうかの確認がされていないことから、ホモプシス根腐病菌以外の土壌病原菌を用いたＩＰＵの追試が必要である。
Strategy for Future Research Activity	今後はホモプシス根腐病菌以外にも、研究計画書に記載したように白紋羽病菌を用いて、感染源繁殖体数（ＩＰＵ）の適用範囲を確認後、土壌ＤＮＡ量とＩＰＵとの関係を明らかにする。その上で平成29年度にやり残した「雑草根に共生するこれら2種の土壌病原菌が、実際に第一次伝染源として働き、感染源ポテンシャルを増大させる」という仮説検証を行い、本研究課題を完了する。
Causes of Carryover	次年度使用額が生じた理由は、先述の通り、平成29年度の研究計画に従って「ウリ科植物ホモプシス根腐病菌と雑草根との共生は土壌病原菌の伝染源ポテンシャルを増大させる」という仮説を検証するために実験を進めたが、本菌ＤＮＡの土壌からの回収率が予想以上に低く（３％）、菌量を直接測定することが困難となったため、代替指標を考案し、その有効性を検証していたが、対照とすべき菌ＤＮＡ量をリアルタイムＰＣＲ用サーマルサイクラーの故障で一時的に測定できなくなったため、その機器類のランニングコストと結果発表のコストが残っているためである。現在、リアルタイムＰＣＲ用サーマルサイクラーの修理が終了しているため、次年度では、そのための試薬類と研究成果発表に当該予算を使用する計画である。