2022 Fiscal Year Annual Research Report
微生物と植物の細胞間相互作用に着目した植物免疫活性化微生物および化合物の探索
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20K05812
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
古屋 俊樹 東京理科大学, 理工学部応用生物科学科, 准教授 (20367064)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
朽津 和幸 東京理科大学, 理工学部応用生物科学科, 教授 (50211884)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 植物免疫活性化微生物 / 内生菌 / 微生物農薬 / 植物培養細胞 / 活性酸素種 / 細胞間相互作用 / アブラナ科植物 / 植物病原菌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、微生物と植物の細胞間相互作用を基盤とした、植物免疫を活性化する微生物の新しい評価手法を確立し、免疫活性化剤として効果を発揮する新規微生物および微生物由来化合物を取得することを目的としている。令和2（2020）年度と令和3（2021）年度は、微生物の植物免疫活性化能を評価する手法を確立した。さらに、アブラナ科のコマツナとダイコンから内生菌を分離し、確立した評価手法に供したところ、複数の細菌が陽性を示した。陽性を示したコマツナ由来内生菌はシロイヌナズナの病害抵抗性を亢進することも明らかにした。
令和4（2022）年度は、陽性を示したダイコン由来内生菌を詳細に解析した。これまでに、2株のPseudomonas属細菌がシロイヌナズナのトマト斑葉細菌病菌に対する抵抗性を向上させることを確認している。今回は軟腐病菌に対する耐病性試験を実施し、1株のPseudomonas属細菌と1株のRhodococcus属細菌がシロイヌナズナのこの病原菌に対する抵抗性を向上させることを明らかにした。
さらに、植物免疫活性化内生菌が有する植物免疫活性化成分の解析を実施した。まず、コマツナ由来のDelftia属細菌では、菌体成分に当該活性が含まれているが、さらに分画して解析したところ、主要な植物免疫活性化成分は外膜に存在するリポ多糖であることが明らかとなった。一方、コマツナ由来のArthrobacter属細菌では、菌体外成分に当該活性が含まれているが、熱によって失活する高分子化合物であることがわかり、タンパク質である可能性が示唆された。そこで、硫安分画による精製とLC-MS/MSによるアミノ酸配列解析を行ったところ、興味深いことに植物免疫活性化成分はプロテアーゼ様タンパク質であることが明らかとなった。これより、内生菌は属種により異なる植物免疫活性化機構を有していることが示唆された。
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