2017 Fiscal Year Research-status Report
統合ゲノミクスによる抗線虫活性を示す微生物群集のプロファイリングと農地での再構築
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16KT0037
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
門田 康弘 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (80548975)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
植原 健人 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 中央農業研究センター, 上級研究員 (30355458)
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| Project Period (FY) |
2016-07-19 – 2019-03-31
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| Keywords | 植物寄生線虫 / ネコブ線虫 / 植物免疫 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物寄生線虫は最も農業被害額の大きな病原微生物の1つであり、年間被害額は世界全体で十数兆円と試算されている。本研究では植物の根圏に共生する微生物の中から抗線虫活性をもつ微生物を探索する。このような根圏微生物により植物寄生線虫を防除することで、有用土壌微生物を殺さず、植物寄生線虫のみを選択的に防除する方法を開発する。日本各地から採取した天然土壌から根圏に共生する細菌89種の分離に成功した。また、研究協力企業である(株)大地のいのちは様々な好気性土壌微生物を育む有機土壌を作りだす技術を持っており、この土壌で育てた植物は様々な線虫に対して強い抵抗性を持っている。そこで、(株)大地のいのちと共同研究契約を締結し、この好気性土壌微生物を単離し、種の同定を進めている。また分離したこれら細菌が抗線虫活性を持っているか検証を進めている。
細菌を捕食する自活性線虫が豊富な土壌では植物寄生線虫による害が少ないことが経験的に知られている。そこで自活性線虫の破砕液を植物へ処理したところ、非常に強い免疫反応を誘導し線虫抵抗性が増強した。この抵抗性機構について調べたところ、処理した根において、免疫関連遺伝子の発現が誘導されるとともに、細胞壁の強化に寄与するリグニンの蓄積が観察された。これは自活性線虫が根圏に集まった細菌を捕食する過程で植物の根に接触することで免疫を誘導しているのではないかと考えている。そこで、自活性線虫破砕液から免疫反応を誘導する物質の単離同定を進めている。
国内で問題となっているアレナリアネコブセンチュウ本州型、及び、沖縄型のゲノムシークエンスし比較ゲノム解析を行った。これにより、アレナリアネコブセンチュウ、及び、両病原型に特徴的なゲノム領域の探索、さらには線虫に寄生する微生物由来のリードがないかを探索している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定したように、日本各地から採取した天然土壌から根圏に共生する細菌を単離するとともに、線虫抵抗性を付与する資材から、微生物の単離同定を行っている。一方で、自活性線虫由来の物質を植物が認識すると強い免疫反応が誘導されることを発見し、現在この免疫誘導物質の同定を進めている。さらに、国内で問題となっている線虫のゲノム解析を行っており、今後これらの解析が、線虫に寄生する微生物の発見や、汚染土壌にいる線虫の病原型診断などにつながると期待している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後も、強い抗線虫活性を植物に付与する細菌を見つけるため、探索を続けていく。また自活性線虫由来の免疫誘導物質の同定を進める。この免疫誘導物質が、同定できれば農業現場への応用なども期待できる。また、線虫のゲノム解析から寄生微生物の探索を行うとともに、比較ゲノム解析から線虫の病原性の謎に迫る。
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| Causes of Carryover |
初年度に予定していた研究協力者(研究員)の雇用に遅れが生じた。また、本年度に雇用した研究協力者(研究員)が病気のため働けない期間が生じた。そのため、使用を予定していた人件費、及び、その期間に使用する予定の物品費、旅費に余りが生じた。これら未使用分を次年度の人件費、及び物品費にあて研究の加速を目指す。
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