薬剤耐性イネいもち病菌の網羅的ハイスループット遺伝子診断技術の開発

• 研究課題/領域番号: 17380032
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物病理学
• 研究機関: 独立行政法人農業環境技術研究所
• 研究代表者: 石井 英夫 独立行政法人農業環境技術研究所, 生物生態機能研究領域, 上席研究員 (20343824)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 16,970千円 (直接経費: 15,800千円、間接経費: 1,170千円); 2007年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2006年度: 4,300千円 (直接経費: 4,300千円); 2005年度: 7,600千円 (直接経費: 7,600千円)
• キーワード: イネいもち病菌 / 薬剤耐性菌 / 遺伝子診断 / メラニン合成阻害剤 / ストロビルリン系薬剤 / QoI剤 / PCR-Luminex法 / PCR-RFLP法 / ベンゾイミダゾール系薬剤

研究概要

イネで長期残効型薬剤の育苗箱処理が広く普及し、水田における薬剤防除回数の削減に大きく貢献したが、耐性菌の出現により脱水酵素阻害型メラニン合成阻害剤(MBI-D剤)のいもち病防除効果が各地で低下している。また、新たなストロビルリン系薬剤(QoI剤)の登場により、耐性菌の発生がいもち病でも危惧される。そこで、MBI-D剤、QoI剤に対する耐性菌を、網羅的かつ迅速に検出できる新しい遺伝子診断技術を開発する。
MBI-D剤耐性菌におけるシタロン脱水酵素遺伝子の1塩基変異に基づいてDNAオリゴプローブを作製し、PCR-Luminex法によって耐性菌と感受性菌を識別する方法を確立した。野生型チトクロームb遺伝子をもつQoI剤感受性菌を用いて、部位特異的突然変異法によりQoI剤耐性変異をもつプラスミドを作出した。また、この耐性変異をPCR-RFLPやPCR-Luminex法、リアルタイムPCRにより検出することを可能にした。
最近イネ種子の流通によるMBI-D剤耐性菌の広域伝搬が問題化している。そこで、MBI-D剤耐性及びQoI剤耐性をもたらすシタロン脱水酵素遺伝子やチトクロームb遺伝子の変異を、培養菌体から精製したDNAのほかイネの罹病種子や葉から直接抽出したDNAを用いて、PCR-Luminex法で特異的に診断することに成功した。
以上のように、いもち病防除剤として重要なMBI-D剤とQoI剤に関して、耐性菌の同時迅速・ハイスループット遺伝子診断法を開発した。今後この方法は、耐性菌の発生、蔓延による被害の未然防止に活用されることが期待される。なお、PCR-Luminex法の採用は、作物保護などの農業分野においてこれが世界で最初であり、将来は病原微生物の遺伝子診断・同定などにも幅広く活用されよう。

研究成果

• [雑誌論文] Impact of fungicide resistance in plant pathogens on crop disease control and agricultura environment. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ishii, H.
  • 雑誌名: JARQ 40 ページ: 205-211
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Impact of fungicide resistance in plant pathogens on crop disease control and agricultural environment (2006)
  • 著者名/発表者名: Hideo Ishii
  • 雑誌名: JARQ 40・3 ページ: 205-211
  • NAID: 130003377640
• [雑誌論文] Impact of fungicide resistance in plant pathogens on crop disease control and agricultural environment (2005)
  • 著者名/発表者名: Hideo Ishii,
  • 雑誌名: JARQ 40 ページ: 205-211
  • NAID: 130003377640
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Application of a PCR-Luminex system for molecular diagnosis of Magnaporthe grisea isolates resistant to dehydratase inhibitors in melanin biosynthesis(MBI-D) (2005)
  • 著者名/発表者名: Hideo Ishii,
  • 雑誌名: Modern Fungicides and Antifungal Compounds 4 ページ: 31-34
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] 植物病原糸状菌の薬剤耐性-遺伝子診断と分子疫学への利用 (2005)
  • 著者名/発表者名: 石井英夫,
  • 雑誌名: 化学と生物 43 ページ: 358-365
  • NAID: 10019044774
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Resistance management strategies for fungicides (2005)
  • 著者名/発表者名: Hideo Ishii,
  • 雑誌名: American Chemical Society Symposium Series(Environmental Fate and Safety Management of Agrochemicals) 899 ページ: 280-288
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] 薬剤耐性菌とどう向き合うか?-現場と研究をむすぶもの- (2005)
  • 著者名/発表者名: 石井英夫,
  • 雑誌名: 九防協年報 ページ: 22-26
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Application of PCR-Luminex system for molecular diagnosis of Magnaporthe grisea isolates resistant to dehydratase inhibitors inmelanin biosynthesis(MBI-D). (2005)
  • 著者名/発表者名: Ishii, H, J. Tanoue, M. Oshima, J. Yamaguchi, F. Nemoto, K So
  • 雑誌名: Modern Fungicides and Antifungal Compounds IV ページ: 31-34
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Resistance management strategies for fungicides. (2005)
  • 著者名/発表者名: Hideo Ishii :
  • 雑誌名: American Chemical Society Symposium Series(Environmental Fate and Safety Managenent of Agrochemicals) 899 ページ: 280-288
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Application of a PCR-Luminex system for molecular to diagnosis of Magnaporthe grisea isolates resistant to dehydratase inhibitors in melanin biosynthesis (MBI-D) (2005)
  • 著者名/発表者名: H.Ishii
  • 雑誌名: Modern Fungicides and Antifungal Compounds 4 ページ: 31-34
• [雑誌論文] 植物病原糸状菌の薬剤耐性-遺伝子診断と分子疫学への利用 (2005)
  • 著者名/発表者名: 石井英夫
  • 雑誌名: 化学と生物 43・6 ページ: 358-365
  • NAID: 10019044774
• [雑誌論文] Resistance management strategies for fungicides (2005)
  • 著者名/発表者名: Hideo Ishii
  • 雑誌名: Amerivcan Chemical Society Symposium Series (Environmental Fate and Safety Management of Agrochemicals) 899 ページ: 280-288
• [雑誌論文] First application of PCR-Luminex system for molecular diagnosis of fungicide resistance and species identification of fungal pathogens
  • 著者名/発表者名: Hideo Ishii,
  • 雑誌名: Journal of General Plant Pathology
  • NAID: 10029716915
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fungicide research in Japan-an overview
  • 著者名/発表者名: Hideo Ishii,
  • 雑誌名: Modern Fungicides and Antifungal Compounds
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] First application of PCR-Luminex system for molecular diagnosis of fungicide resistance and species identification of fungal pathogens.
  • 著者名/発表者名: Hideo Ishii, Junko Tanoue, Michiyo Oshima, Chng Wen-Hsin, Kumiko Nishimura, Junichiro Yamaguchi, Fumihiro Nemoto, Kazuhiro So, Toshitaka Iwama, Hideaki Yoshimatsu, Motoshige Shimizu, Toru Kozama :
  • 雑誌名: Journal of General Plant Pathology (accepted)
  • NAID: 10029716915
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Fungicide research in Japan-an overview.
  • 著者名/発表者名: Hideo Ishii
  • 雑誌名: Modern Fungicides and Antifungal Compounds V (accepted)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] First application of PCR-Luminex system for molecular diagnosis of fungicide resistance and species identification of fungal pathogens
  • 著者名/発表者名: Hideo Ishii
  • 雑誌名: Journal of General Plant Pathology (掲載確定)
  • NAID: 10029716915
  • 査読あり
• [学会発表] PCR-Luminex法によるイネいもち病菌のストロビルリン系薬剤耐性菌とMBI-D剤耐性菌の同時検出に向けて (2008)
  • 著者名/発表者名: 加藤 寛,
  • 学会等名: 日本植物病理学会大会
  • 発表場所: くにびきメッセ(松江市)
  • 年月日: 2008-04-27
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] QoI fungicide resistance : curtent status and the problems associated with DNA-based monitoring (2008)
  • 著者名/発表者名: Hideo Ishii
  • 学会等名: 9th International Congress of Plant Pathology(Invited lecture), August
  • 発表場所: Torino(Italy)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] 薬剤耐性菌問題の現状とIPM (2007)
  • 著者名/発表者名: 石井英夫,
  • 学会等名: 鳥取県病害虫談話会(特別講演)
  • 発表場所: 鳥取県園芸試験場
  • 年月日: 2007-11-22
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Diagnosis of fungicide resistance-bioassay or molecular methods? (2007)
  • 著者名/発表者名: Hideo Ishii,
  • 学会等名: The 5th International Symposium on Biocontrol and Biotechnology(Plenary lecture)
  • 発表場所: Khon Kaen University(Thailand)
  • 年月日: 2007-11-01
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Fungicide research in Japan-an overview (2007)
  • 著者名/発表者名: Hideo Ishii,
  • 学会等名: 15th International Reinhardsbrunn Symposium(Invited lecture)
  • 発表場所: Friedrichroda(Germany)
  • 年月日: 2007-05-07
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] PCR-Luminex法によるMBI-D剤耐性イネいもち病菌の診断 (2007)
  • 著者名/発表者名: 小林泰弘,
  • 学会等名: 日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 宇都宮大学
  • 年月日: 2007-03-30
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] 薬剤耐性菌研究の現状と今後の方向について (2007)
  • 著者名/発表者名: 石井英夫,
  • 学会等名: 関東東山病害虫研究会(特別講演)
  • 発表場所: メルパルク横浜
  • 年月日: 2007-03-02
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Diagnosis of fungicide resistance - bioassay or molecular methods? (2007)
  • 著者名/発表者名: Hideo Ishii
  • 学会等名: 5th International Symposium on Biocontrol and Biotechnology(Plenary lecture), Nobember
  • 発表場所: Khon Kaen Unibersity(Thailand)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Fungicide research in Japan -an overview (2007)
  • 著者名/発表者名: Hideo Ishii
  • 学会等名: 15th International Reinhardsbrunn Symposium(Invited lecture), May
  • 発表場所: Friedrichroda(Germany)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] イネいもち病菌のストロビルリン系薬剤感受性検定とチトクロームb遺伝子の部位特異的突然変異 (2006)
  • 著者名/発表者名: Wei Chuan-Zhao,
  • 学会等名: 日本植物病理学会関東部会
  • 発表場所: 東京農業大学(厚木市)
  • 年月日: 2006-09-14
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より