根粒菌によるサツマイモつる割病抵抗性誘導メカニズムの解明と新規病害防除技術の確立

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K15637
• Research Institution: Shimane University
• Principal Investigator: 城 惣吉 島根大学, 学術研究院農生命科学系, 助教 (20721898)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: サツマイモ / 根粒菌 / つる割病 / 病害抵抗性 / 防御技術

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、根粒菌を接種したサツマイモにおけるサツマイモつる割病に対する抵抗性誘導メカニズムを解明し、得られた知見から環境負荷を低減した生産技術の確立に貢献することを目的としており、令和4年度は以下の研究を実施した。
1）根粒菌接種によるサツマイモつる割病の発病抑制効果は栽培温度の影響を受けるのか？
温度傾斜型チャンバーを用いて、低温区、中温区、高温区の異なる栽培温度環境下で根粒菌およびつる割病菌を接種したサツマイモ3品種（べにはるか、ベニアズマ、沖縄100号）を約6週間栽培し、生育状況やつる割病の発生状況を調査した。その結果、生育状況については、栽培温度の上昇に伴い地上部の生育が有意に向上し、一方、根粒菌の接種・無接種による地上部の生育に対する有意差は認められなかったものの、接種により地上部乾物重の値が大きくなる傾向を示した。つる割病の発生状況については、全体で2株しか観察できず、正確な発病抑制効果を評価することができなかった。
2）サツマイモの病原抵抗性関連遺伝子の発現解析
病原抵抗性関連遺伝子（PAL、NPR1、PR1、LOX、PDF1.2）をターゲットにリアルタイムPCRを行い、サツマイモ4品種（べにはるか、ベニアズマ、沖縄100号、オキコガネ）に根粒菌を接種した際の病原抵抗性関連遺伝子の発現レベルを解析した。その結果、根粒菌無接種区（対照区）を1としたときの相対発現レベルは、PALを除く4つの病原抵抗性関連遺伝子で対照区よりも高いレベルで発現した。
以上の調査結果から、根粒菌接種によるサツマイモつる割病の抑制効果は、病原抵抗性関連遺伝子の発現レベルの増加により誘導されることが示唆された。しかし、栽培試験での発病抑制効果については詳細に評価することができなかったことから、つる割病に罹患しやすい環境下での栽培試験を行う必要がある。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

サツマイモの病原抵抗性関連遺伝子の発現解析で予想した結果が得られたこともあり、今年度計画していた研究の大部分を進めることができたと考えている。しかし、温度傾斜型チャンバーを用いた栽培試験においてサツマイモつる割病の発生状況や発病抑制効果を正確に把握できなかったという課題が残った。

Strategy for Future Research Activity

根粒菌接種によるサツマイモつる割病の発生抑制効果を検証する。栽培試験においてサツマイモつる割病の発生状況を正確に調査できなかった原因の一つとして、つる割病に罹患しやすい時期や栽培環境での調査が行えていない可能性があるため、栽培時期などに注意して試験を実施する。その際、サツマイモつる割病に弱いサツマイモ品種を用いることで、病原抵抗性について一般的に普及してる品種との比較解析を行う。さらに、栽培試験に加え、根粒菌接種によるサツマイモの病原抵抗性関連遺伝子の発現解析を実施し、品種間差異や部位特異的発現など、より詳細な情報を得る。

Causes of Carryover

当初計画よりも旅費を使用しなかったために次年度使用額が生じた。当該助成金については、次年度に計画している研究を遂行するために必要な物品（サツマイモ苗、栽培資材、試薬など）を購入したり、旅費として計画的に使用する。