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2012 年度 実績報告書

ジャンボファージによる青枯病菌の持続的制圧

研究課題

研究課題/領域番号 24380049
研究種目

基盤研究(B)

研究機関広島大学

研究代表者

山田 隆  広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 教授 (40230461)

研究分担者 藤江 誠  広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 准教授 (20274110)
川崎 健  広島大学, 大学院・先端物質科学研究科, 助教 (00510299)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワード青枯病 / バクテリオファージ / ジャンボファージ / バイオコントロール
研究概要

病原菌に高い特異性を示す、安全かつ持続的な代替農薬・防除技術の開発が強く望まれている。その有力候補として、青枯病菌特異的ジャンボバクテリオファージ(RSL1)の利用に着目した。この特殊なファージについて(1)制菌時における宿主菌の生理的変化(運動性、多糖生産、病原性、増殖性等)、(2)制菌時に高発現する12個のファージ遺伝子の個々の発現特性、宿主への影響、(3)制菌時に宿主菌に検出されるプラスミド様因子(検出済)の由来と構造、宿主への影響、(4)宿主菌の一般ファージ耐性機構とファージの耐性解除機構等を実験計画に従って明らかにする。これにより、ジャンボファージ(未知な部分が多い)と宿主菌の相互作用に関する学術的新知見を得て、持続的な病原菌の制圧モデルとして特徴付ける事を目的とした。当初計画に従い、(1)制菌時における宿主菌のtwitching運動性の低下、病原性の低下を明らかにした。また、(2)制菌時に高発現する12個のファージ遺伝子のうちorf105, orf106, orf121, orf133, orf134, orf137, orf209を宿主菌内で高発現させ、前3者が増殖促進効果、後2者(特にorf137)が増殖抑制効果を示す事を見いだした。さらに、(3)制菌時に宿主菌に検出されるプラスミド様因子が溶原化RSSファージの誘導に由来する事を見いだした。RSS原型ファージは宿主菌病原遺伝子(phcA, phcB, hrpB,egl,pilTetc)の抑制制御を行うことが判明し、ファージによる青枯病原菌制圧の重要な機構の一環が明らかとなった。EZ-Tn5^<TM><KAN-2>Tnp Transposome^<TM> Kitによるトランスポゾン変異株のうち3種がRSL1耐性を示した。何れもLPS合成系の変異株であり,耐性と同時に病原性を失っていた。

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

設定した4つの課題について計画に従っての実験を行い,一定の成果を得た。RSL1感染により溶原化ファージ(RSS)が誘導される事、RSL1耐性菌が病原性を失う事の発見の意義は大きい。

今後の研究の推進方策

(1)宿主菌の生理的変化のうちバイオフィルム形成能と宿主相互作用の変化をさらに定量化する。(2)特異的変動遺伝子の残り5個について特徴づけるとともに、増殖抑制効果の高いorf137,orf209についてその機能を解明する。(3)誘導RSSによる病原性遺伝子抑制機構を詳細に調べる。(4)ファージ耐性、耐性解除の動的機構をさらに詳細に調べる。ファージ処理青枯病菌と植物との相互作用を細胞学的に調べる。

次年度の研究費の使用計画

24年度には、青枯病菌における分子レベルでのデータが蓄積しその解明に精力を集中した。そのため植物を用いた病理学的研究分(植物栽培、組織化学、蛍光染色、電顕観察費分255万円が次年度繰り越しとなっている。25年度はこれを遂行するとともに、補助金270万円のうち、消耗品190万円(うち30万円ずつ分担者藤江と川崎に配分)、旅費20万円(植物病理学会、日本農芸化学会)、その他60万円(機器使用料、論文投稿料等)に使用する。また、基金として120万円消耗品に使用する。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (5件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Cryo-electron microscopy 3D structure of the jumbo phage RSL_1 infecting the phytopathogen Ralstonia solanacearum2013

    • 著者名/発表者名
      Gregory Effantin, 他5名
    • 雑誌名

      Structure

      巻: 21 ページ: 298-305

    • DOI

      10.1016/j.str.2012.12.017

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Site-specific recombination systems in filamentous phages.2012

    • 著者名/発表者名
      Askora, A., Abdel-Haliem. M.E.F., and Yamada, T.
    • 雑誌名

      Mol. Genet. Genom.

      巻: 287 ページ: 525-530

    • DOI

      10.1007/s00438-012-0700-1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Utilization of Filamentous Phage φRSM3 to Control Bacterial Wilt Caused by Ralstonia solanacearum.2012

    • 著者名/発表者名
      Addy, H. S., 他4名
    • 雑誌名

      Plant Disease

      巻: 96 ページ: 1204-1209

    • DOI

      10.1094/PDIS-12-11-1023-RE

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Loss of Virulence of the Phytopathogen Ralstonia solanacearum through Infection by (pRSM Filamentous Phages.2012

    • 著者名/発表者名
      Addy, H. S., 他4名
    • 雑誌名

      Phytopathology

      巻: 102 ページ: 469-477

    • DOI

      10.1094/PHYTO-11-11-0319-R

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The filamentous phage φRSS1 enhances virulence of phytopa thogenic Ralstonia solanacearum on tomato.2012

    • 著者名/発表者名
      Addy, H. S., 他4名
    • 雑誌名

      Phytopathology

      巻: 102 ページ: 244-251

    • DOI

      10.1094/PHYTO-10-11-0277

    • 査読あり
  • [学会発表] 青枯病菌に感染するT7型ファージゲノムのダイナミックな再編成2012

    • 著者名/発表者名
      小寺 星、他4名
    • 学会等名
      第64回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      2012-10-24
  • [学会発表] 青枯病菌に感染する3種のT7型ファージの系統解析と感染実験2012

    • 著者名/発表者名
      松波美奈穂、川崎健,藤江誠、山田隆
    • 学会等名
      第64回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      2012-10-24
  • [学会発表] バクテリオファージ耐性青枯病菌における変異遺伝子解析2012

    • 著者名/発表者名
      藤澤真理子, 他4名
    • 学会等名
      第64回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      2012-10-24
  • [学会発表] RSL型ジャンボファージの構造解析と持続的宿主抑制機構.2012

    • 著者名/発表者名
      濱崎良介, 他4名
    • 学会等名
      第64回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      2012-10-24
  • [学会発表] RSS型繊維状ファージはXerCD/dif機構によって宿主ゲノムに組み込まれる2012

    • 著者名/発表者名
      田坂友一、川崎健,藤江誠、山田隆
    • 学会等名
      第64回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      2012-10-24
  • [図書] Bacteriophages of Ralstonia solanacearum : their diversity and utilization as biocontrol agents in agriculture. In : Bacteriophage (I. Kurtboke, Ed.) ISBN 978-953-51-0272-42012

    • 著者名/発表者名
      Yamada, T.
    • 総ページ数
      113-139
    • 出版者
      InTech-Open Access Publisher,

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公開日: 2014-07-16  

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