2017 Fiscal Year Research-status Report
樹木内生菌類を利用したナラ枯れ防止のための基盤研究
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16K07766
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
塩野 義人 山形大学, 農学部, 教授 (80361278)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ナラ枯れ / ナラ菌 / 植物内生菌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ナラ枯れとは、カシノナガキクイムシより、ミズナラ類にナラ菌が運ばれ、樹木が枯れる現象である。近年、減少傾向にあるが、その詳細なメカニズムは不明な点が多い。 昨年度に引き続き、ナラ菌の植物毒性物質や代謝産物に含まれる成分のうち、植物に対して毒性の示す物質やそれ以外の物質についても、明らかにすることを目的とした。ナラ菌を数種の培養培地で培養した。その後、良好な物質生産性を示した培地を選択した (麦芽エキス培地:麦芽エキス:4 %, グルコース:4 %,ペプトン:1.0 %, 水, 培養条件:21 日間、25 度で振盪 培養、玄米固体培地:組成:玄米、水, 培養条件:30 日間、25 度で静置培養)。玄米固体培地を用いた培地において、顕著な物質の生産性が見られた。続 いて、各種溶媒分画、カラムクロマトグラフィーにおいて、生産物質を精製した。最終的な精製は、HPLC 分取などを組み合わせて精製し、数種の化合物を単離した。化合物１については、NMRスペクトルデータを用いた化学構造解析を実施した。化合物 1は、昨年度に同定したシタロンに見られた特徴的な UV 吸収を示さず、また、NMRスペクトルからも、このことは支持され、さらに、カルボニルに帰属される吸収を示さなかった。これらのことから、全く異なる化学構造であることが予想された。引き続き、詳細にNMRスペクトルデータを解析した。１H NMR スペクトルにおいては、多くのメチレンシグナルがオーバーラップしていた。13C NMRスぺクトルデータからは、約 48 本のシグナルが観測され、得られた部分構造をHMBC 実験により繋ぎあわせて、平面構造を明らかにした。その結果、化合物 1は セラミド類のセレブロシドの類縁物質であると予想された。また、ナラ樹木より分離した糸状菌とナラ菌を対峙培養した時、ナラ菌は黄色物質の生産を引き起こした。黄色物質生産機構は明らかではないが、ナラ菌の代謝産物を変化させる作用を有していることがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ナラ菌の培養物より、今年度は、数種の物質を単離することができた。さらに、構造解析おいて、その一つは、セレブロシド類の一種であることが判明した。しかしながら、昨年単離したシタロン類はメラニン生合成の初期に関わる物質である。植物病原菌においては、初期の段階で植物に付着するときに発生する付着器のメラニン化が感染に必須であることから、感染プロセスにおいて、メラニンが何らかの段階で関連しているのではないかと予想できた。さらに、シタロン類の類縁体を生産していることを念頭に精製を行った。しかし、今年度は、シタロン類を発見することはできなかった。また、シタロン類が感染や病原発現機構に関連しているとした場合、シタロン類の生産を抑制する物質が存在しないかについても、調べた。ナラ樹木より分離した糸状菌の一種において、ナラ菌の代謝産物の生産を変化させるような性質を持つ菌類を発見したものの、シタロン類の生産に強く関わっているかまでは、明らかにできていない。しかし、その過程で、ナラ菌の生産する黄色物質や糸状菌類の黄色物質生産の促進に関わる作用が関与していることがわかった。ナラ菌の持つ植物毒性物質が物質レベルで明らかにできないことから、来年度の野外のポット実験を変更する可能性がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
ナラ菌の生産する生産物質について、再度、培養物を精査することにより、詳細に調べる。昨年度の培養実験においては、代謝産物が予想していた以上に多くかつ、少量であると判明した。そこで、生産物質を明らかにするためにも、単一の条件による純粋培養でなく、ナラ菌の持つ生産能力に着目し、培地成分を変更することにより、生産変動される代謝産物に着目し、明らかにする必要があると考えられた。一方、里山では、ナラ枯れに感染する樹木と感染しない樹木が混在している。このようなことと野外のナラの木より、多くの植物内生菌類が分離されてくることから、植物病が引き起こされる場合の一つの原因として、樹木内部に生息する菌類のバランスが関連しているのではないかという一つの仮説を立てている。そのような内生菌類の中には、ナラ菌の生育を抑える作用を示す物質やナラ菌の生産物質の生産を抑えたり、代謝産物の生産を変動させたりする作用を有していると考えられる。そこで、ナラの樹木より分離した菌類との対峙培養やそれにともない生産される二次代謝産物に関しても着目する予定である。昨年度に確認した黄色物質やそれ以外の生産物質にも着目する予定である。
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