トマトの病原菌は宿主植物の栽培化の過程で出現したのか?

2011 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22405018
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 有江 力 東京農工大学, 大学院・農学研究院, 教授 (00211706)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 寺岡 徹 東京農工大学, 大学院・農学研究院, 教授 (60163903) ; 児玉 基一朗 鳥取大学, 農学部, 教授 (00183343)
• Keywords: トマト / 病原菌 / 共進化 / 栽培化 / Fusarium / 分子系

Research Abstract

1.メキシコにおける移行期トマトおよび伝統品種から分離したF. oxysporumの分子系統、性状調査
H22年度のフィールド調査およびそれ以前の調査でメキシコの山中など僻地の小村落周辺から採集した移行期トマトおよび伝統品種トマトおよび根圏土壌からの菌類の分離を完了、分離・保存したトマトに付随する菌類の同定、そのうちF. oxysporumについて病原性等の性状調査および分子系統解析を行う。姉妹校であるチャピンゴ自治大学等との共同研究である。
2.ペルーの調査準備
H23年9月に、リマ北方のHuaral地域およびペルー南部のArequipa地域の山間部を中心にフィールド調査を実施、S. habrochaites、S. chilense、S. peruvianum、S. pennelliiの4種の野生種トマト属植物および根圏土壌を採集した。ラモリーナ大学との共同研究である。採集した試料は、現地および日本へ輸入後に研究室で菌類の分離に供した。
3.日本の研究室における解析
採集・輸入したトマト属植物の組織および根圏土壌から、分離した菌については、保存するとともに同定を行い、その内のF. oxysporumの一部について、(1)トマト属植物への接種による病原性検定、(2)rDNAITS、rDNAIGS等のゲノム領域の塩基配列を決定、(3)分子系統解析、(4)交配型検定、(5)菌糸和合群検定、を行った。また、一部の試料の植物組織や土壌からDNAを抽出し、DGGE解析を行い、植物組織や土壌の微生物多様性に関する知見も集積した。ペルー由来試料から分離したF. oxysporumの系統樹中の一について、トマト萎凋病菌との比較解析を開始した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

研究開始2年目であり、計画通りにペルーにおける野生種トマトの採集を実施、サンプリングを行うことができた。実験室において、メキシコ由来試料からの菌類分離を終了、ペルー由来試料からの分離を行っており、予定以上の200余りのFusarium oxysporum菌を分離できている。分離株の性状調査、病原性調査、分子系統解析も順調に推移しており、解析結果の一部については学会、研究会等で報告した。

Strategy for Future Research Activity

平成24年度は9月に、ペルー北部において野生種トマト属植物組織および根圏土壌の採集を実施する計画である。従前と同様にF. oxysporumを分離、分子系統解析に供試する予定である。これまでに分離した菌株と併せ、平成25年度にかけて分子系統解析を進め、トマト萎凋病菌の病原性進化について、トマト栽培化の歴史との関係で考察する予定である。研究の進行は予定通りであり、大きな変更の予定はない。

Research Products

• [Journal Article] Fungal growth and in planta distribution of host-specific AAL-toxin in tomato plants infected with the tomato pathotype of Alternaria alternata (2012)
  • Author(s): Kheder AA, Akagi Y, Takao K, Akamatsu H, Kodama M
  • Journal Title: Mycotoxins Volume: 62 Pages: 7-13
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Functional analysis of the melanin biosynthesis genes ALM1 and BRM2-1 in the tomato pathotype of Alternaria alternata (2012)
  • Author(s): Kheder AA, Akagi Y, Yanaga K, Maekawa N, Otani H, Tsuge T, Kodama M
  • Journal Title: J Gen Plant Pathol Volume: 78 Pages: 30-38
  • DOI: 10.1007/s10327-011-0356-4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] トマト萎凋病菌Fusarium oxysporum f.sp.lycopersiciの分子系統と病原性進化について (2012)
  • Author(s): 稲見圭悟, 秋山千津, 森田泰彰, 斧窪明子, 石川暢子, 児玉基一朗, 平野泰志, 川部眞登, 穂積拓夫, Perez ER, A-Caballero LM, Peever TL, 對馬誠也, 寺岡徹, 有江力
  • Journal Title: 第12回植物病原菌類談話会講演要旨集「病原性は分子系統に沿っているか?」 Volume: 12 Pages: 11-16
• [Journal Article] GMC oxidoreductase, a highly expressed protein in a potent biocontrol agent Fusarium oxysporum Cong : 1-2, is dispensable for biocontrol activity (2011)
  • Author(s): Kawabe M, Onokubo A, Arimoto Y, Yoshida T, Azegami K, Teraoka T, Arie T
  • Journal Title: J Gen Appl Microbiol Volume: 4 Pages: 207-217
  • DOI: 10.2323/jgam.57.207
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Contrasting Codon Usage Patterns and Purifying Selection at the Mating Locus in Putatively Asexual Alternaria Fungal Species (2011)
  • Author(s): Sywart JE, Kawabe M, Abdo Z, Arie T, Peever TL
  • Journal Title: PLoS ONE Volume: 6 Pages: E20083
  • DOI: doi:10.1371/journal.pone.0020083
  • Peer Reviewed
• [Presentation] トマト萎凋病菌Fusarium oxysporum f.sp.lycopersiciの分子系統と病原性進化について (2012)
  • Author(s): 稲見圭悟, 秋山千津, 森田泰彰, 斧窪明子, 石川暢子, 児玉基一朗, 平野泰志, 川部眞登, 穂積拓夫, Perez ER, A-Caballero LM, Peever TL, 對馬誠也, 寺岡徹, 有江力
  • Organizer: 日本植物病理学会第12回植物病原菌類談話会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場(福岡県)(招待講演)
  • Year and Date: 2012-03-30
• [Presentation] Evolutionary paths of an avirulence/virulence gene, SIX4, in Fusarium oxysporum (2012)
  • Author(s): Inami K, Kashiwa T, Morita Y, Fujinaga M, Ogiso H, Teraoka T, Arie T
  • Organizer: The 2^<nd> Korea-Japan Joint Symposium
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場(福岡県)
  • Year and Date: 2012-03-27
• [Presentation] Fusarium oxysporumとその病原型の識別・定量検出技術 (2011)
  • Author(s): 有江力
  • Organizer: 農研機構セミナー「野菜の土壌病害防除における環境保全的対策研究の最前線」
  • Place of Presentation: キャンパスプラザ京都(京都府)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-10-20
• [Presentation] 乾腐症状を示すニラ罹病株から分離されたFusarium属菌の分子系統と病原性 (2011)
  • Author(s): 山崎睦子, 森田泰彰, 稲見圭悟, 寺岡徹, 有江力
  • Organizer: 平成23年度日本植物病理学会関西部会
  • Place of Presentation: サンポート高松(香川県)
  • Year and Date: 2011-10-01
• [Presentation] 近年高知県で発生しているトマト萎凋病菌レース3のタイプについて (2011)
  • Author(s): 稲見圭悟, 森田泰彰, 寺岡徹, 有江力
  • Organizer: 平成23年度日本植物病理学会関東部会
  • Place of Presentation: 文部科学省研究交流センター(茨城県)
  • Year and Date: 2011-09-16
• [Presentation] 乾腐症状を示すニラ罹病株から分離されたFusarium属菌の分子系統と病原性 (2011)
  • Author(s): 山崎睦子, 森田泰彰, 稲見圭悟, 寺岡徹, 有江力
  • Organizer: 第8回フザリウム研究会
  • Place of Presentation: 鞆の浦公民館(広島県)
  • Year and Date: 2011-08-25
• [Presentation] 分子系統と非病原力遺伝子から見た日本産トマト萎凋病菌のレース分化に関する考察 (2011)
  • Author(s): 稲見圭悟, 森田泰彰, 岩谷香織里, 松崎聖史, 新宅ユリエ, 寺岡徹, 有江力
  • Organizer: 第8回フザリワム研究会
  • Place of Presentation: 鞆の浦公民館(広島県)
  • Year and Date: 2011-08-25