2022 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of the mechanism underlying the accumulation of antagonistic bacteria by gamma-glutamyl-S-allylcysteine
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22H02344
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
清水 将文 岐阜大学, 応用生物科学部, 准教授 (60378320)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
市橋 泰範 国立研究開発法人理化学研究所, バイオリソース研究センター, チームリーダー (20723810)
柳瀬 笑子 岐阜大学, 応用生物科学部, 教授 (60313912)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | γ‐グルタミル‐S‐アリルシステイン / フザリウム萎凋病 / 発病抑止性 / 拮抗細菌 / アミノ酸 / ジペプチド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
γ‐グルタミル‐S‐アリルシステイン（以下GSAC）を土壌に投与すると、土壌中に拮抗細菌が集積し、各種のフザリウム萎凋病の発生が抑制される。本研究は、なぜGSACの投与で拮抗細菌が集積するのか？を明らかにすることを目的としている。2022年度は、投与したGSACが土壌中で分解され、その分解産物が拮抗細菌の集積を誘導している可能性について検証した。GSACは、S‐アリルシステイン（以下SAC）とグルタミン酸（以下Glu）から成るジペプチドであることから、土壌中でGSACはSACとGluに分解された後、拮抗細菌の集積を誘導しているのではないかと考えた。そこで、SACとGluを単独または混合して土壌に投与し、キュウリのフザリウム萎凋病（つる割病）に対する抑止性が誘導されるかを調査した。その結果、Glu単独投与では抑止性誘導は起こらず、SAC単独投与で弱い抑止性が誘導されるが、SACとGluの混合投与ではより強い抑止性が誘導されることが明らかとなった。一方、SACとGluを滅菌土壌に投与した場合には抑止性が全く誘導されなかった。さらに、SAC・Glu投与土壌の微生物叢を滅菌土壌に移植すると、その土壌も顕著な発病抑止性を示した。それに対して、微生物叢を抗細菌性の抗生物質で前処理した後に滅菌土壌に移植した場合は、抑止性は転移しなかった。GFP標識した病原菌を土壌に接種し、共焦点レーザー顕微鏡で観察したところ、SAC・Glu投与土壌中では病原菌の増殖とキュウリ根への感染が顕著に抑制されていた。これらの結果から、GSACは土壌中でSACとGluに分解されることによって、拮抗細菌の集積を促し、発病抑止性を誘導しているものと推察された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
GSACの分解産物が拮抗細菌の誘導に重要であることが明らかとなった点では、期待以上の成果が得られたと考えられるが、予定していた細菌叢解析が実施できなかったことから、総合的に見て「おおむね順調に進展している」と判断した。細菌叢解析は、解析単価の安い学内の次世代シーケンターを用いて実施する予定であったが、シーケンサーの管理責任者が急逝され、後任が決まるまでの間シーケンサーの利用が停止となったことで細菌叢解析に着手できなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
2022年度に実施できなかった分も含めて、2023年度は細菌叢解析を進めたい。それ以外の部分については、計画通りに実施したいと考えている。
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