2017 Fiscal Year Research-status Report

イネ・ダイズの土壌病害を予防するための病原菌モニタリング法の確立

Research Project

Project/Area Number	17K08171
Research Institution	Akita Prefectural University
Principal Investigator	戸田武秋田県立大学, 生物資源科学部, 助教 (00506529)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords	土壌伝染性菌類 / 網羅的検出
Outline of Annual Research Achievements	土壌伝染性菌類は多くの作物に被害を起こしている。病害を予防するために病原菌をモニタリングする必要があるが、土壌の病害では極めて難しい。申請者は、土壌の病原菌のモニタリングに利用できる技術として、植物の根から菌類のDNAを網羅的に検出する「群集解析法」を開発した。本研究では、群集解析法を利用して、主要作物であるイネ・ダイズに病害を起こす土壌伝染性の病原菌モニタリング法を確立する。さらに、病原菌として特に大きな被害を及ぼすFusarium属菌、Pythium属菌、Phytophthora属菌を、各地域の栽培調査地でモニタリングすることによって「病原菌の存在しやすい土壌の環境要因」および「病原菌の存在しにくい環境要因」を究明する。秋田県の栽培現場の合計30地域を選抜する。各地域で栽培地点の土壌および周辺のイネ雑草（メヒシバ・エノコログサ）、およびマメ科雑草（シロツメクサ）を採取する。採取後、全サンプルの地下部をDNA抽出し、群集解析法に使用して検出された種を判別する。検出された病原菌の種数を計数し、各採取地における検出された種の割合を算出する。病原菌の検出率のデータを主成分分析に使用し、イネ科およびマメ科雑草において優先的に検出される病原菌の種を明らかにする。8地域の雑草から検出されたPythium属菌の種を群集解析法によって調べたところ、イネ科雑草からはイネの病原菌Pythium arrhenomanesが主に検出され、マメ科雑草からは同種が検出されなかった。P. arrhenomanesが存在する地域では、イネ科雑草に同種が優先的に寄生していることが明らかになった。一方、マメ科雑草から検出された種は、優先的な種は複数あるが、種を特定することは難しいと思われた。また、P. arrhenomanes以外では、イネ科雑草から検出された種とマメ科雑草から検出された種は共通すると考えられた。Phytophthora属菌は検出されなかった。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 秋田県の栽培現場の合計30地域からサンプルを採取する予定であったが、サンプルを採取する時間に多く時間を作れず、採取したサンプルの解析および種を判別する時間に多くの時間を要したため、採取地点が30地点に達していない。特に、群集解析法および主成分分析によって、8地点で採取したサンプルはPythium arrhenomanesがイネ科雑草（メヒシバ・エノコログサ）に優先的に寄生することと、同種以外のPythium属菌がイネ科雑草とマメ科雑草（シロツメクサ）の根に共通して存在することを明らかにすることに時間を要した。また、イネから分離したPythium属菌の菌体の種の判別にも時間を要した。群集解析法および主成分分析の結果から、これ以降に採取するイネ科およびマメ科雑草から検出されるPythium属菌の種、およびイネから分離されたPythium属菌の種の割合は想定しやすくなる。これらの結果を踏まえて、採取および解析を進めることによって進捗状況を早められると考える。
Strategy for Future Research Activity	それぞれの雑草（メヒシバ、エノコログサ、シロツメクサ）から検出される種は、Pythium属菌では、イネ科雑草（メヒシバ、エノコログサ）からはP. arrhenomanesが優先的であり、マメ科雑草（シロツメクサ）では優先的な種が複数あることが明らかになっている。今後、サンプルの採取および解析を継続し、目標の30地域からサンプルを採取するとともに、イネ科雑草からPythium arrhenomanesがこれまでと同様に優先的に検出されること、およびマメ科雑草に複数の種が優先的に存在することを、他地域においても同じ結果が得られるかを明らかにする。また、マメ科雑草に優先的に存在する複数の種を特定する。解析データを蓄積させて主成分分析を行い、地域によって検出される種の違いを含めて、病原菌の存在する環境要因を明らかにする。