トマト葉高率分離細菌の動的葉面定着性機構に関する分子生物学的解析

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17780037
• Research Institution: Kinki University
• Principal Investigator: 野々村 照雄 Kinki University, 農学部, 講師 (30319660)
• Keywords: 遺伝子 / 酵素 / 細菌 / 微生物 / 植物

Research Abstract

本研究では、微生物の葉面処理による植物病害防除を目的とすることから、処理した微生物がどのように葉面で定着し、かつ増殖できるかを解明することとした。申請者は葉面生息細菌の中に高率でトマト葉面に定着性をもつ細菌(高率分離細菌)が生物界面活性物質(バイオサーファクタント)を生産すること、細胞外に多糖類を分泌分解して炭素源に利用することを明らかにしてきた。トマト葉高率分離細菌の変異株を作出するため、エレクトロポーレーションによる本細菌染色体へのトランスポゾン挿入不活化法を行った。すなわち、容易かつ迅速に変異株の選抜と遺伝子解析を行うため、緑色蛍光タンパク質生産遺伝子(GFP)とカナマイシン抵抗性遺伝子を付与したトランスポゾンペクターを使用した。その結果、多くの形質転換株を得ることができた。次に形質転換株の生理・酵素学的機能を検定するため、生物界面活性物質産生能、酵素産生能および色素産生能などの有無を検討したところ、界面活性剤非生産細菌を得ることができた。界面活性剤非生産細菌に関しては、培養後、drop-collapsing法にて容易に分離することができた。本形質転換株をトマト葉上に処理し、走査型電子顕微鏡および蛍光顕微鏡を用いて局在部位を観察したところ、表皮細胞縫合部に沿って生存していることが明らかとなった。また、トマト葉上にあらかじめ本細菌を処理・定着させた後、炭素源(グルコース)を噴霧処理したところ、本細菌の増殖を確認することができた。次にキチナーゼ生産能と界面活性剤生産能をもつ葉面細菌を用いて、トマト葉上に形成されたうどんこ病菌菌叢(Oidium neolycopersici)に処理したところ、本病原菌の菌叢拡大が阻止された。以上のことから、高率分離細菌の定着・増殖メカニズムを明らかにすることで、葉上に発生する病害防除に適用できるものと示唆された。