共生関係が成立するコムギおよびエンドファイトの遺伝子型の探索

• 研究課題/領域番号: 17K19270
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生産環境農学およびその関連分野
• 研究機関: 鳥取大学
• 研究代表者: 辻本 壽 鳥取大学, 乾燥地研究センター, 教授 (50183075)
• 研究分担者: 児玉 基一朗 鳥取大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (00183343)
• 研究協力者: SIMPSON Wayne Roydon ; JOHNSON Richard David
• 研究期間 (年度): 2017-06-30 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2018年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2017年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: 内生菌 / エンドファイト / コムギ / カモジグサ / 異種染色体添加系統 / ストレス耐性 / 共生 / 共生菌

研究成果の概要

カモジグサにはエンドファイト（内生糸状菌）が共生するが、コムギにはエンドファイトが共生しない。コムギに、エンドファイトを人工的に感染させると生育異常を示す。本研究では、様々な野生種染色体をもつコムギ系統と様々なエンドファイト菌株の組み合わせの中から、共生が成立する宿主・寄主の組み合わせを調査した。その結果、特定のエンドファイトに感染しても正常に生育でき、しかも、次世代に種子伝播させることができるコムギ・エンドファイトの組み合わせを見いだした。ただ、その種子の充実は不完全で、さらなるエンドファイト菌株を探索するため、北海道および東北地方のカモジグサを採集し、新たなエンドファイトを分離した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

コムギは世界最大面積に栽培される重要穀物であるが、高温に弱く、今後、地球温暖化が予想される中で、コムギへの高温耐性付与は重要課題である。遺伝子組換えや異種遺伝子利用による高温耐性品種の開発は重要な方法であるが、これに加え、エンドファイトの共生による耐性付与も可能な技術である。これまで、コムギはエンドファイトを保持せず、人為的に感染させても、生育異常を示し穂の形成まで至らなかった。本研究で、エンドファイトと感染でき、次世代にエンドファイトが伝達するコムギ系統を見いだすことができた。今後、種子の充実に影響を及ぼさない菌株を見いだすと共に、感染個体のストレス耐性の調査が必要である。