Search for plant immunity-activating microorganisms and compounds based on plant-microbe cell-cell interactions

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K05812
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 38020:Applied microbiology-related
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: Furuya Toshiki 東京理科大学, 創域理工学部生命生物科学科, 准教授 (20367064)
• 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)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• 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

Outline of Final Research Achievements

Microorganisms that activate plant immune responses have high potential for application as biocontrol agents in agriculture to minimize crop losses. However, conventional methods to screen for plant immunity-activating bacteria are cumbersome and tend to be laborious and time consuming. In this study, we established a method using cultured plant cells to directly detect microorganisms that activate the plant immune system based on plant-microbe interactions. Furthermore, bacteria were isolated from the inside of Brassica rapa var. perviridis and Raphanus sativus var. hortensis and subjected to the established method. Some bacteria enhanced the immune response of cultured plant cells, and inoculation of these bacteria into plants actually conferred disease resistance to plants. We also examined the components involved in plant immune activation produced by these endophytic bacteria.

Free Research Field

応用生物化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

微生物の植物免疫活性化能を評価することは一般に困難だが、本研究では植物培養細胞を利用した簡便な評価手法を開発することができた。この評価手法を利用して取得された細菌は、実際に植物に耐病性を付与できることも確認しており、微生物農薬の利用や普及に貢献できる技術であると考えている。また、植物免疫活性化内生菌が有する植物免疫活性化成分についても解析し、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。これらの植物免疫活性化成分についても農業に応用できる可能性がある。