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2023 年度 実施状況報告書

同じ遺伝子型の植物が繋がるクローナル植物で、病気が広がりにくいのはなぜか?

研究課題

研究課題/領域番号 22K06391
研究機関東京都立大学

研究代表者

鈴木 準一郎  東京都立大学, 理学研究科, 教授 (00291237)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワードイタドリ / クローナル植物 / 糸状菌 / 褐色病斑 / Lasiodiplodia 属菌
研究実績の概要

クローナル植物は、葉や花を持ちうる地上茎と根からなる植物体(ラメット)が、地下茎などで複数連結する植物の総称である。栄養成長によりラメットを生産する特性から、クローナル植物は病気に脆弱とされる。アジア原産のクローナル植物であるタデ科ソバカズラ属イタドリ(Fallopia japonica)については、Mycosphaerella polygoni-cuspidatiによるイタドリ斑点病の報告が日本では最も多く、植物標本および自生のイタドリでも、国内各地で発病を確認できた。しかし、今回の調査では既報とは異なる小斑点状の褐色病斑の病徴を示す個体が最も多く見られた。この褐色病斑から単離した糸状菌を、野外個体と健全個体のイタドリに接種したところ、野外で見られた病斑と同一の病徴が再現された。この糸状菌のrDNA-ITS領域のシーケンス結果は、Botryosphaeriaceae科Lasiodiplodia属の塩基配列に酷似し、ITS領域の塩基配列を用いた系統解析の結果も、Lasiodiplodia 属菌である可能性を支持した。以上より、イタドリで発生していた小斑点状の褐色病斑はLasiodiplodia 属菌による病害だと判断し、この糸状菌の感染様式を解析した。
感染ラメット由来の種子の発芽実験では、表面殺菌した種子としない種子のどちらからも健全個体が発芽し、種皮内の胚や胚乳を介した伝染の可能性は非常に低いと考えられる。また、感染ラメットの地上茎から発芽した全ての子ラメットで小斑点状の褐色病斑が発生した。さらに、感染ラメットの地際の地上茎内部からLasiodiplodia 属菌が分離された。以上から、イタドリにおける当該菌の感染様式は、地上茎や地下茎を介した菌糸による拡散が一般的で、種子を介して子へ伝染する可能性は極めて低いと考えられる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

申請時の予想とは異なり、関東や東海での野外調査の結果から、小斑点状の褐色病斑を示すLasiodiplodia 属菌による病害は、極めて多くの個体に認められることが判明した。また、植物標本を用いた調査から、この病斑は130年以上前から見られることも明らかになった。さらに、発芽実験から、種子を介して感染親から子への伝播は起こらないことも解明した。一方、地上茎を介した糸状菌Lasiodiplodia 属菌の伝播を確認した。イタドリの地上茎は、土壌中に埋設すると地下茎となって越年することが知られているため、この結果は、地下茎を介した当該菌の伝播が生じることを強く示唆する。また、Lasiodiplodia 属菌に感染した個体も非常に多くの種子を生産し、感染の顕著なコストは認められない。ただし、ほとんどの個体がLasiodiplodia 属菌に感染しているため、非感染個体との定量的比較は困難なことも明らかになった。以上のように、十分な研究成果を得ており、研究は順調に進行していると言える。

今後の研究の推進方策

小斑点状の褐色病斑の病徴を示すイタドリ個体から採集したrDNA-ITS領域のシーケンス結果から、Lasiodiplodia属菌であることは判明したものの、種特定には至らなかった。そこで、今後は、βチューブリン領域のシーケンスを行い、種の特定を行いたい。

次年度使用額が生じた理由

当初、予定していた京都大学博物館における植物標本調査が、先方の都合により延期されたため、その国内旅費を翌年に繰り越すこととなった。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2023

すべて 学会発表 (2件)

  • [学会発表] 多年生草本植物イタドリFallopia japonicaにおけるLasiodiplodia属菌の感染様式と地理分布2023

    • 著者名/発表者名
      中野美希、鈴木準一郎、古川聡子
    • 学会等名
      令和6年度日本植物病理学会大会(仙台)
  • [学会発表] クローナル植物イタドリに発生する糸状菌病の一種は、種子を介して子へ感染するか?2023

    • 著者名/発表者名
      中野美希、古川聡子、鈴木準一郎
    • 学会等名
      日本生態学会第71回全国大会 (横浜)

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公開日: 2024-12-25  

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