タバコ病害抵抗性誘導機構を活性化するキノコ揮発性物質の探索とその作用機構

• 研究課題/領域番号: 16K18657
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 植物保護科学
• 研究機関: 鳥取大学
• 研究代表者: 大崎 久美子 鳥取大学, 農学部, 講師 (20432601)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 揮発性物質 / きのこ / 病害抵抗性 / 病害抵抗性誘導 / 誘導抵抗性 / キノコ / 植物病理学

研究成果の概要

多種多様なきのこ由来揮発性物質の中からタバコの病害抵抗性誘導活性を示す物質を生産するきのこ8菌株を選抜した．そのうち5菌株の粗揮発性物質がタバコに前処理することにより，Botrytis cinereaの発病を顕著に抑制した．発病抑制効果が認められたヤマブシタケとウチワタケの粗揮発性物質処理によって，タバコの病害抵抗性関連遺伝子の発現が対照区と比較して向上した．また，これら粗揮発性物質はB. cinerea 胞子発芽に対しても抑制効果が認められた．このことより，ヤマブシタケおよびウチワタケが生産する揮発性物質はタバコの病害抵抗性を誘導することが明らかとなった．

研究成果の学術的意義や社会的意義

数種のきのこが生産する揮発性物質が植物の病害抵抗性を誘導することを明らかにしたことは，本研究が初めての報告であり，学術的意義がある．本研究成果によりヤマブシタケおよびウチワタケ由来揮発性の抵抗性誘導物質は，広範囲の病害に有効であることが予想される．また従来の抵抗性誘導剤では薬害が大きな問題となっているが，揮発性物質の特徴により通気によって消失し残留性がなく，さらに処理量の調節が容易であるため，薬害の問題は解決できると考えている．そのため，きのこ由来揮発性の抵抗性誘導剤は，新たな環境低負荷型の病害防除資材として期待できる点に社会的意義があると考える．

研究成果

• [雑誌論文] Antimicrobial activity of the volatile compound 3,5-dichloro-4-methoxybenzaldehyde, produced by the mushroom Porostereum spadiceum, against plant-pathogenic bacteria and fungi. (2021)
  • 著者名/発表者名: E.Hamamoto, N.Kimura, S.Nishino, A.Ishihara, H.Otani and K.Osaki-Oka
  • 雑誌名: Journal of Applied Microbiology 巻: - 号: 3 ページ: 1431-1439
  • DOI: 10.1111/jam.15020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suppression of Alternaria brassicicola infection by volatile compounds from spent mushroom substrates (2021)
  • 著者名/発表者名: R.Fujita, M.Yokono, N.Ube, Y.Okuda, S.Ushijima, E.Fukushima-Sakuno, K.Ueno, K.Osaki-Oka and A.Ishihara
  • 雑誌名: Journal of Bioscience and Bioengineering 巻: - 号: 1 ページ: 25-32
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2021.03.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] きのこの香り成分および廃菌床を利用した病害防除資材の開発 (2020)
  • 著者名/発表者名: 大﨑久美子・尾谷浩・石原亨
  • 雑誌名: 農業および園芸 巻: 95 ページ: 567-576
• [雑誌論文] Antifungal activity of the volatile compound isovelleral produced by ectomycorrhizal Russula fungi against plant-pathogenic fungi (2019)
  • 著者名/発表者名: Kumiko Osaki-Oka , Sayaka Suyama, Emi Sakuno, Shuji Ushijima, Eiji Nagasawa, Nitaro Maekawa & Atsushi Ishihara
  • 雑誌名: Journal of General Plant Pathology 巻: 85 号: 6 ページ: 428-435
  • DOI: 10.1007/s10327-019-00872-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Induction of defense responses by extracts of spent mushroom substrates in rice. (2019)
  • 著者名/発表者名: A.Ishihara, K.Ando, A,Yoshioka, K,Murata, Y,Kokubo, N,Morimoto, N,Ube, Y,Yabuta, M,Ueno, S,Tebayashi, K,Ueno and K,Osaki-Oka
  • 雑誌名: Journal of Pesticide Science 巻: 44 ページ: 1-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] シイタケおよびブナシメジ廃菌床から放出される揮発性物質によるキャベツ黒すす病抑制効果 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大崎久美子・小谷哲生・石原亨
  • 雑誌名: 日本きのこ学会誌 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [学会発表] シイタケ廃菌床から放出される揮発性物質3-オクタノンによる植物病害抑制効果 (2021)
  • 著者名/発表者名: 武藤悠・福島えみ・石原亨・大崎久美子
  • 学会等名: 第46回日本農薬学会大会
• [学会発表] シイタケ廃菌床から放出される揮発性物質3-オクタノンによる植物病害抑制効果 (2020)
  • 著者名/発表者名: 武藤悠・福島えみ・石原亨・大崎久美子
  • 学会等名: 令和2年度日本植物病理学会関西部会
• [学会発表] 各種きのこ由来揮発性物質のトマト青枯病細菌に対する抗菌活性 (2020)
  • 著者名/発表者名: 濱本恵実里・藤田里菜・石原亨・大﨑久美子
  • 学会等名: 第45回日本農薬学会大会
• [学会発表] 廃菌床由来の揮発性物質によるシロイヌナズナの病害抑制 (2020)
  • 著者名/発表者名: 藤田里菜・宇部尚樹・福島（作野）えみ・手林慎一・大﨑久美子・石原 亨
  • 学会等名: 第45回日本農薬学会大会
• [学会発表] きのこ廃菌床抽出物によるイネの防御応答の誘導 (2018)
  • 著者名/発表者名: 安藤郁奈・村田晃一・小久保悠・森本紀子・宇部尚樹・上野誠・上野琴巳・大崎久美子・石原亨
  • 学会等名: 日本農薬学会第43回大会
• [学会発表] ナメコ廃菌床処理によるトマト灰色かび病に対する抑制効果 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大崎久美子・田中陽子・松村和洋・石原亨
  • 学会等名: 日本きのこ学会第22回大会
• [学会発表] きのこ廃菌床抽出物によるイネの防御応答の誘導 (2018)
  • 著者名/発表者名: 安藤郁奈・小久保悠・村田晃一・森本紀子・宇部尚樹・上野誠・手林慎一・上野琴巳・大崎久美子・石原亨
  • 学会等名: 日本農芸化学会中四国支部第５０回記念講演会
• [学会発表] シイタケ廃菌床抽出物の植物病害防除効果と抗菌活性物質の単離 (2017)
  • 著者名/発表者名: 後藤典子・吉川実沙・宇部尚樹・上野琴巳・大﨑久美子・石原亨
  • 学会等名: 日本農芸化学会関西・中四国・西日本支部2017年度合同大阪大会
• [図書] 第10章 きのこ由来揮発性物質の植物病原菌類に対する抗菌作用．天然系抗菌・防かび剤の開発と応用（坂上吉一監修） (2019)
  • 著者名/発表者名: 大﨑久美子・尾谷浩
  • 総ページ数: 8
  • 出版者: シ－エムシ－出版
  • ISBN: 9784781312606