植物細菌の薬剤耐性と生存適応能に関する分子疫学的研究

• 研究課題/領域番号: 18789004
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 植物病理学
• 研究機関: 高知大学
• 研究代表者: 前田 由紀子 高知大, 農学部, 研究員 (30432818)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円); 2007年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円); 2006年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
• キーワード: 植物細菌 / 植物病理学 / 病害防除 / 薬剤耐性

研究概要

イネもみ枯細菌病菌Burkholderia glumaeの圃場分離株のoxolinic acid (OA)耐性は、いずれもOAの作用部位であるGyrAタンパク質の83番目のアミノ酸残基(GyrA83)の変異に依存している。B.glumaeのOA耐性獲得とイネ体における生存適応能との関係を明らかにするために、OA感受性株Pg-10のin vitro自発変異株の中から、OA耐性株を選抜した。その結果、Pg-10に対するOAの最小阻止濃度(MIC)は0.5μg/mlであるのに対し、OAのMICが5μg/ml、10μg/ml、20μg/mlおよび50μg/mlとなるOA耐性株が選抜された。分子遺伝学的解析により、これらのin vitro自発変異株のOA耐性は、GyrAタンパク質の81(GyrA81)、82(GyrA82)、83および87番目(GyrA87)のアミノ酸残基の変異によることが明らかとなった。Pg-10のgyrA遺伝子にマーカーエックスチェンジ法によりGyrA81、GyrA82、GyrA83およびGyrA87に対応する塩基に、in vitro自発OA耐性株の変異を導入した組み換え株をそれぞれ作製し、イネに接種した。イネもみ枯細菌病の発病の必須要因である小穂における増殖能が、組み換え株ではPg-10と比較して低下し、イネに発病は認められなかった。OA処理を行うと、GyrA83に変異を有する組み換え株の小穂における増殖能は相補され、イネは激しく発病した。すなわち、B.glumaeのOA耐性株の中で、GyrA83以外に変異を有する株は圃場における生存適応能が低く、淘汰されると考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] Analysis of the infection sources of oxolinic acid resistant field strains of Burkholderia glumae based on rep-PCR analysis and nucleotide sequences of gyrB and rpoD (2007)
  • 著者名/発表者名: Maeda, Y., Horita, M., Shinohara, H., Kiba, A., Ohnishi, K., Tsushima, S., Hikichi, Y.
  • 雑誌名: Journal of General Plant Pathology (印刷中)
• [雑誌論文] Amino acid substitutions in GyrA of Burkholderia glumae are implicated in not only oxolinic acid resistance but also fitness on rice plants (2007)
  • 著者名/発表者名: Maeda, Y., Ohnishi, K., Kiba, A., Hikichi, Y.
  • 雑誌名: Applied and Environmental Microbiology 73 ページ: 1114-1119
• [雑誌論文] Phylogenetic study and multiplex PCR-based detection of Burkholderia plantarii, Burkholderia glumae and Burkholderia gladioli using gyrB and rpoD sequences (2006)
  • 著者名/発表者名: Maeda, Y., Shinohara, H., Kiba, A., Ohnishi, K., Furuya, N., Kawamura, Y., Ezaki, T., Vandamme, P.A.R., Tsushima, S., Hikich, Y.
  • 雑誌名: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 56 ページ: 1031-1038