2017 Fiscal Year Annual Research Report
抗菌物質シュウ酸アルミニウムを利用したマツタケシロの生長戦略
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16H04935
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
平井 伸博 京都大学, 農学研究科, 教授 (00165151)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 明義 信州大学, 学術研究院農学系, 准教授 (10324237)
服部 武文 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 准教授 (60212148)
田中 千尋 京都大学, 農学研究科, 教授 (60263133)
山口 宗義 国立研究開発法人森林研究・整備機構, その他部局等, 主任研究員 等 (20353899)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | マツタケ / 抗菌物質 / シュウ酸アルミニウム / 菌根 / アカマツ / リン酸 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1) シュウ酸アルミニウムなどの分布：シロの活性菌根帯を分析した結果、シュウ酸アルミニウムは活性菌根帯にのみ検出され、その濃度の季節変化はマツタケ菌体量と概ね相関し、抗菌活性とpHとはそれぞれ正および負の相関を示した。バクテリア密度は活性菌根帯が低く、活性菌根帯外側次いで内側が高かった。このことは、マツタケは同錯体の抗菌作用を利用して土壌中の微生物環境を制御することにより、シロを維持拡大していることを強く示唆した。
2) 各地域のマツタケシロに含まれるシュウ酸アルミニウムの含量分析：岩手県、長野県および北海道の各試験地におけるマツタケシロ土壌にもシュウ酸アルミニウムが存在することが明らかとなった。同錯体は全国のマツタケシロに普遍的に存在すると考えられる。
3) シロ土壌中の糖の分析：シロ土壌中の糖はグルコースが主であること、活性菌根帯の内外にはほとんど存在しないことが明らかとなった。
4) アカマツ苗のマツタケ菌根形成：風化花崗岩質土壌にシュウ酸、シュウ酸アルミニウム、リン酸アルミニウム、リン酸カリウムを添加した条件下で、アカマツを宿主とするマツタケの菌根合成試験を行った。その結果、リン酸源を含む条件下で宿主成長量と菌根形成量が全般的に促進され、シュウ酸アルミニウムを含む条件下では供試した1菌株で菌根形成率が促進された。特にリン酸アルミニウムとシュウ酸の共添加区とリン酸カリウム添加区で菌根形成量が顕著に増加した。
5) マツタケ菌のシュウ酸生合成遺伝子の取得：オオウズラタケのシュウ酸生合成酵素の一つである、グリオキシル酸脱水素酵素に相同性が高いタンパク質をコードするcDNA2種をマツタケよりクローニングした。cDNA2種がコードする組換えタンパク質を昆虫培養細胞により調製した。しかし当該活性は得られなかった。活性に必要な補欠分子族が含まれていないことが原因と強く示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成29年度に予定していた実験は順調に完了したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
１）シロにおけるマツタケのシュウ酸生合成機構の解明（担当 服部、成松、坂本、平井）：マツタケシロの遺伝子レベルでの研究を飛躍的に進展させるため、成松眞樹氏（岩手県林業技術センター）および坂本裕一氏（岩手生物工学研究センター）に研究協力者として参画していただき、それぞれシロの菌根採取と菌根の遺伝子発現解析を実施していただく。シロ菌根におけるシュウ酸生合成関連候補遺伝子の発現と、近傍のシュウ酸アルミニウムやシュウ酸の量との相関を明らかにする。なお試料として、本年度秋にシュウ酸アルミニウム量の高かったシロと低かったシロの菌根および土壌を用いる。この解析結果より、シュウ酸生合成に関与している候補遺伝子を遺伝子の発現を基に選抜する。これら遺伝子の機能に根拠を与えるため、シュウ酸生合成酵素の一つであるグリオキシル酸脱水素酵素をコードする遺伝子を明らかにする。
２）アカマツのマツタケ菌根形成に対するシュウ酸アルミニウムの効果（担当 山田、平井）：シュウ酸やシュウ酸アルミニウムを含むポット培地でマツタケ菌を接種したアカマツを培養し、菌根形成への効果を検証する。
３）マツタケシロへのシュウ酸等の散布効果（担当 平井）：子実体が発生しなくなったマツタケシロにシュウ酸等を投与し、その効果を調べる。
４）その他、完了していない実験を継続し、完了する。（担当 全員）
５）研究結果を総合し、シロの生長におけるシュウ酸アルミニウムの生理・生態学上の役割に関する総括ならびにマツタケ栽培への応用に関する総括、マツタケ山の保全管理のための方策提案、シュウ酸アルミニウムの実用的抗菌剤としての利用価値の検証を行う。（担当 全員）
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[Presentation] The (oxalato)aluminate complex as an antimicrobial substance protecting the “shiro” of Tricholoma matsutake from soil microorganisms2017
Author(s)
Katsutoshi Nishino, Misao Shiro, Ryuki Okura, Kazuya Oizumi, Toru Fujita, Takahiro Sasamori, Norihiro Tokitoh, Akiyoshi Yamada, Kaya Matsubara, Chihiro Tanaka, Muneyoshi Yamaguchi, Syuntaro Hiradate, and Nobuhiro Hirai
Organizer
The joint meeting of the 33rd annual meeting of the ISCE (International Society of Chemical Ecology) and the 9th meeting of the APACE (Asia and Pacific Association of Chemical Ecology)
Int'l Joint Research
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