リゾクトニア根腐れ病に対するオオムギの抵抗性機構の解明

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21K05610
• 研究機関: 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構
• 研究代表者: 香西 雄介 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, 研究員 (50783502)
• 研究分担者: 能年 義輝 岡山大学, 環境生命科学学域, 研究教授 (70332278)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 病害抵抗性 / オオムギ / 根腐れ病 / サリチル酸 / N-ヒドロキシピペコリン酸

研究実績の概要

土壌に生息する糸状菌Rhizoctonia solani AG-4は、世界規模で問題となっているコムギ・オオムギの根腐れ病の原因菌である。本研究では、岡山大学のオオムギ遺伝資源を用い、AG-4感染の阻止に有効な免疫応答の特徴づけや抵抗性遺伝子座の同定を目指す。
本年度は、オオムギに加え、モデル草本植物であるミナトカモジグサも利用し、AG-4の根部および地上部への感染性を詳細に調べた。この結果、オオムギ系統Morexは根部および地上部どちらの部位でも抵抗性を示したが、Golden PromiseおよびHaruna-nijoは罹病性であった。ミナトカモジグサ系統Bd3-1およびGaz-4はR. solani AG-1の地上部感染に抵抗性を示すことが知られている(Kouzai et al. 2018)。これらの系統は、AG-4の根部および地上部への感染に対しても一定の抵抗性を示したことから、ミナトカモジグサ遺伝資源もAG-4抵抗性の解明に有効であると考えられた。
AG-1の植物地上部への感染阻止に有効な免疫応答のキープレーヤーとして植物ホルモンであるサリチル酸(SA)が知られている(Kouzai et al. 2018)。本年度は、SAおよび植物の全身獲得抵抗性に関わるN-ヒドロキシピペコリン酸(NHP)が、AG-4の感染阻止に有効であるか調べた。SAまたはNHP（各1 mM）を噴霧処理したオオムギ系統MorexおよびHaruna-nijoの地上部に対するAG-4の感染性を調べたところ、NHP処理によってAG-4感染が抑制されたが、SAにAG-4感染を抑制する効果はなかった。一方、SAおよびNHPは、両系統へのAG-1感染を顕著に抑制した。従って、感染阻止に有効なオオムギの免疫応答は、AG-1とAG-4とで異なることが示唆された。

研究成果

• [学会発表] Infectivity of Rhizoctonia solani isolates on Brachypodium distachyon and barley, and chemical-induced resistance (2024)
  • 著者名/発表者名: Mahadevan N, Fernanda R, Matsui H, Ichinose Y, Toyoda K, Hisano H, Kouzai Y, Okamoto M, Noutoshi Y
  • 学会等名: 令和 6年度日本植物病理学会大会
• [学会発表] Virulence of Japanese isolates of Rhizoctonia solani on Brachypodium distachyon and barley in leaf and soil inoculation, and resistance induced by N-hydroxypipecolic acid in leaves (2023)
  • 著者名/発表者名: Mahadevan N, Kohno N, Nagao R, Nyein KT, Matsui H, Ichinose Y, Toyoda K, Kouzai Y, Hisano H, Okamoto M, Noutoshi Y
  • 学会等名: 2023 IS-MPMI Congress
  • 国際学会