植物病原菌の誘引殺菌剤・忌避剤開発の基盤技術としての走化性制御物質の単離構造決定

• 研究課題/領域番号: 17H03812
• 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: 生物有機化学
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 夏目 雅裕 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (10201683)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円); 2019年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2018年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2017年度: 11,960千円 (直接経費: 9,200千円、間接経費: 2,760千円)
• キーワード: 青枯病 / 走化性 / トマト / 根滲出物

研究成果の概要

青枯病菌Ralstonia solanacearumの走化性誘引物質をトマトの根滲出液から単離し、その構造を機器分析および合成標品との比較によりethyl β-D-glucosideと同定した。Ethyl β-D-glucosideは1 μmol/disc以上で明確な活性を示し、他の立体異性体とD-glucoseは不活性であった。
トマトの生産する二次代謝産物や植物ホルモンが青枯病菌の走化性に及ぼす効果を調べた。その結果、数種の水酸化された芳香族カルボン酸と植物ホルモンの一種、ジャスモン酸が走化性誘引活性を示し、サリチル酸は濃度によって走化性誘引活性と忌避活性を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

細菌の走化性誘引物質に関する研究は古くから行われているが、従来は根滲出物の成分の走化性誘引活性を調べるにとどまっており、活性を指標に根滲出物から走化性誘引物質を単離構造決定した研究は本報告が初めてであり、その学術的意義は大きい。
トマトの二次代謝産物として報告されている水酸化された芳香族カルボン酸が走化性誘引活性や忌避活性を示すことを見出したことは、既知の走化性誘引物質がアミノ酸、有機酸や糖など水溶性物質であることを考えると、新しい発見であり、走化性誘引物質や忌避物質の農業への応用に新たな道を拓くものであると期待できる。

研究成果

• [雑誌論文] Effect of Secondary Metabolites of Tomato (Solanum lycopersicum) on Chemotaxis of Ralstonia solanacearum, Pathogen of Bacterial Wilt Disease (2019)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa Takuya、Kato Yusuke、Okabe Atsushi、Itoi Chie、Ooshiro Atsushi、Kawaide Hiroshi、Natsume Masahiro
  • 雑誌名: Journal of Agricultural and Food Chemistry 巻: 67 号: 7 ページ: 1807-1813
  • DOI: 10.1021/acs.jafc.8b06245
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ethyl β-d-glucoside: a novel chemoattractant of Ralstonia solanacearum isolated from tomato root exudates by a bioassay-guided fractionation (2018)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa Takuya、Okabe Atsushi、Kato Yusuke、Ooshiro Atsushi、Kawaide Hiroshi、Natsume Masahiro
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: 82 号: 12 ページ: 2049-2052
  • DOI: 10.1080/09168451.2018.1515618
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bioassay-guided isolation of a novel chemoattractant for Ralstonia solanacearum in tomato root exudates (2018)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa Takuya、Okabe Atsushi、Kato Yusuke、Ooshiro Atsushi、Kawaide Hiroshi、Natsume Masahiro
  • 雑誌名: Journal of General Plant Pathology 巻: 84 号: 1 ページ: 20-26
  • DOI: 10.1007/s10327-017-0752-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] トマトが生産する二次代謝産物に対する青枯病菌の走化性応答 (2019)
  • 著者名/発表者名: 長谷川 琢也, 井樋 千絵, 岡部 淳, 加藤 雄亮, 川出 洋, 夏目 雅裕
  • 学会等名: 平成31年度 日本植物病理学会大会
• [学会発表] 青枯病菌の走化性誘引物質の探索(第七報) (2018)
  • 著者名/発表者名: 長谷川 琢也, 岡部 淳, 加藤 雄亮, 川出 洋, 夏目 雅裕
  • 学会等名: 日本農薬学会第43回大会
• [学会発表] 青枯病菌の走化性誘引物質の探索(第 5 報) (2018)
  • 著者名/発表者名: 長谷川 琢也, 岡部 淳, 加藤 雄亮, 川出 洋, 夏目 雅裕
  • 学会等名: 日本農芸化学会2018年度大会
• [学会発表] 青枯病菌の走化性誘引物質の探索(第６報) (2018)
  • 著者名/発表者名: 長谷川 琢也, 岡部 淳, 加藤 雄亮, 川出 洋, 夏目 雅裕
  • 学会等名: 平成30年度 日本植物病理学会大会
• [学会発表] 青枯病菌の走化性誘引物質の探索(第３報) (2017)
  • 著者名/発表者名: 長谷川 琢也, 岡部 淳, 加藤 雄亮, 川出 洋, 夏目 雅裕
  • 学会等名: 環境微生物系学会合同大会2017
• [学会発表] 青枯病菌の走化性誘引物質の探索(第４報) (2017)
  • 著者名/発表者名: 長谷川 琢也, 岡部 淳, 加藤 雄亮, 川出 洋, 夏目 雅裕
  • 学会等名: 日本農芸化学会関東支部2017年度大会
• [備考] 植物病原細菌の走化性誘引物質に関する研究
  • URL: http://web.tuat.ac.jp/~chemreg/natsume2-2.html