きのこ揮発性抗菌物質によるアブラナ科植物黒すす病菌に対する抗菌性メカニズムの解明

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K05652
• Research Institution: Tottori University
• Principal Investigator: 大崎 久美子 鳥取大学, 農学部, 准教授 (20432601)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 揮発性抗菌物質 / きのこ / Alternaria brassicicola

Outline of Annual Research Achievements

きのこ由来揮発性物質（VA:volatile antibiotics）のアブラナ科植物黒すす病菌（Alternaria brassicicola）に対する抗菌性メカニズムを明らかにするために、昨年度、オリーブウロコダケ由来VAの3.5-ジクロロ-4-メトキシベンズアルデヒド(DCMB)をA. brassicicolaに揮発処理を行った結果、DCMB処理はA. brassicicolaの胞子形成および発芽を抑制することが示された。今年度は他のAlternaria属菌とBotrytis cinereaに対するDCMB処理による抗菌性メカニズムを調べた結果、A. brassicicolaと同様にA. kikuchianaやA. maliの胞子形成を抑制した。一方、B. cinereaに対しては胞子形成だけでなく、菌糸伸長も抑制した。また、シイタケ廃菌床由来VAの3-オクタノンを同様に処理したところ、供試菌全ての菌糸伸長を抑制せず、胞子形成を抑制した。きのこ由来VAの1つの特徴として、植物病原菌の胞子形成を抑制することが考えられた。なお、DCMBおよび3-オクタノンの同時処理によりキャベツ黒すす病やトマト灰色かび病の発病を抑制する一方、前処理による発病抑制効果は認められず、これらVAに病害抵抗性誘導活性はみられなかった。
きのこ由来VA処理による各種病原菌に対する抗菌活性を調べた結果、DCMBおよび3-オクタノン処理により８種の植物病原菌類の胞子発芽を抑制し、２種の植物病原細菌のコロニー形成を抑制した。一方、DCMB同様にオリーブウロコダケ由来VAの3-クロロ-4-メトキシベンズアルデヒド(CMB)処理では植物病原菌類の胞子発芽を抑制したが、植物病原細菌に対して抗菌活性は認められなかった。そのため、きのこVA由来の抗菌活性は広範な植物病原菌類に対して有効であることが示唆された。

Current Status of Research Progress

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

Reason

A. brassicicolaを含めたAlternaria属菌やBotrytis cinereaの感染過程におけるきのこ由来VAが及ぼす影響を明らかにすることができ、計画通り、おおむね順調に研究を推進している。また、各種きのこ由来VAの抗菌性スペクトルの調査では、植物病原菌類だけでなく、植物病原細菌に対する抗菌活性についても調査を行い、各VAが有する抗菌性スペクトルを特徴づけることが出来た。
今回の研究成果を基に、A. brassicicolaの胞子発芽や胞子形成に関与する遺伝子の解析の準備を進めている。

Strategy for Future Research Activity

当初の研究計画に沿って、研究を推進する。
特に、きのこ由来VA揮発処理によるA. brassicicolaの抗菌性メカニズムを明らかにするために、胞子発芽に関与する各種遺伝子発現解析を進めて、VAの作用機構の解明を目指す。また、VA処理がA. brassicicolaの病原性に及ぼす影響として、胞子形成阻害以外の作用機構として考えられる植物毒素生成能について詳細に解析する予定である。