2019 Fiscal Year Research-status Report
Investigation of disease ocurrence mechanizm and establishment of their protection of Asparagus kiusianus
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18K05652
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
松元 賢 九州大学, 熱帯農学研究センター, 准教授 (60304771)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 絶滅危惧種 / 雑草病害 / 病害記載 / 生物的防除 / 希少生物種繁殖 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我が国の食用アスパラガス病害の90％以上は植物病原菌による病害で、中でも、アスパラガス茎枯病は一旦罹病するとその根絶は極めて困難であるにも関わらず、食用アスパラガス種内には病気に強い品種が見つかっていない。アスパラガスでは耐病性品種の育成が強く望まれているが、本植物は多年生で交雑しにくく、品種育成には多大な年数がかかり、かつ、アスパラガス品種内には耐病性形質が存在しないなど、耐病性品種育種のハードルは極めて高い。申請者らの研究チームは、日本産アスパラガス植物の一種であるハマタマボウキと食用アスパラガスとの交雑種が、茎枯病に耐性があることを世界で初めて明らかにした。研究対象となるハマタマボウキは、日本固有種の一種で九州北部沿岸のみに自生する希少種であるため、生息域は限定的で非常に狭く、本植物の病害記載が存在しないことから、病害に強い植物であると認識されていた。しかし、近年の現地調査と昨年度の病害調査から、罹病化したハマタマボウキを発見しており、複数種の植物病原菌類によって複合的に感染している背景を明らかにした。これらの結論は、従来のハマタマボウキがもっている病気に強いという認識を覆すことを示唆した。同様に、ハマタマボウキ自生地近隣は、九州の食用アスパラガスの大生産地であることから、アスパラガス属植物間の相互感染による新規病害の発生や病害の進展化、希少種の生息域の減少が懸念される。さらに、ハマタマボウキの持つ耐病性のポテンシャルから、育種研究を目的とした乱獲や国外への流出が耐病性品種の育種の障害となる可能性が示唆される。
そこで、本年度は、ハマタマボウキの植物病原菌によって発生する病害の生物的防除を目的に、ハマタマボウキの根圏に生息する微生物を分離し、根圏微生物の拮抗性を利用した生物的防除の可能性について検討した。
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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
ハマタマボウキの自生地から罹病化した植物個体を採集し、罹病組織から原因と思われる病原菌を分離した結果、複数種類の植物病原菌類が分離され、分離菌の健全個体への接種試験から、5属菌種が特定された。中でもPhomopsis属菌（完全世代Diaporthe）属菌については、これまで、食用アスパラガスの病原菌としてしられているP. asparagiがハマタマボウキから病原菌として分離されたこと、P. asparagi以外のPhomopsis属菌がハマタマボウキの病原菌として初めて記載された点にある。また、これらのPhomopsis属菌はダイズとの関連性が非常に密接で、ハマタマボウキに感染するPhomopsis (Diaporthe)属菌の近縁種が、自生地のダイズ等のマメ科植物から分離され、病原性を有していることを明らかにした。さらに、P. asparagiについては、宿主の異なる食用アスパラガス系統とハマタマボウキ系統の間で遺伝的に異なる菌群であり、菌株間に系統的な多様性が示された。この点についても、ハマタマボウキに感染する植物病原菌類の由来が自生地に生息する雑草類の植物に起因しており、自生地の近郊で栽培される農作物、特に、マメ科作物や蔬菜類などの植物への病気の伝染の原因となる可能性が示唆された。
また、ハマタマボウキの自生地は砂地であることから、一般的な砂地での植物の栄養源は貧弱な環境が予想されることから、根圏における微生物の補助作用が土壌栄養の吸収と関連性があることに着目して、ハマタマボウキの根圏から定着性の高い微生物を分離した。普通培土に播種・育種したハマタマボウキ苗の根圏にトリコデルマ菌を定着させた状態で水耕栽培のハイドロカルチャーで栽培した結果、旺盛な生育を示し、砂地でのハマタマボウキの自生には、根圏微生物の定着性が関与している可能性が示唆された。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在、ハマタマボウキの自生地の調査が福岡県および佐賀県で実施しており、昨年度は、長崎県や熊本県、山口県などでの実地調査を予定していたが、大雨や台風などの風水害の発生で調査が実施できなかった。次年度においては、継続してハマタマボウキの自生地の調査を実施する。可能であれば、九州北部沿岸域の長崎県の諸島群や山口県についても、ハマタマボウキのようなアスパラガス属植物が自生している可能性があるため、調査地を拡大して自生環境の特性を調査する予定である。
調査地の範囲を拡大するとともに、自生地において、被害個体の有無を調査し、罹病個体をサンプリングして、罹病化の原因となっている病原菌の特定を実施する。昨年度に判明した5属菌以外の病原菌について接種試験を通じて病原性を確認し、罹病化の原因菌を特定する。原因菌を特使呈した後は、食用アスパラガスへの感染の有無と他の農作物への感染の可能性について接種試験によって明らかにしていく。
次年度も引き続きハマタマボウキ自生地の根圏土壌に生息する微生物を選抜し、ハマタマボウキ分離菌と対峙培養させることにより、病原菌の生育を抑制・拮抗する微生物をスクリーニングする。根圏微生物の拮抗作用によるハマタマボウキ病害の生物的防除法の開発について、その技術的なめどを立てるとともに、自生地で生息する植物類の根圏からも同様な手法を用いて根圏の微生物種を分離・同定する。さらには、分離した根圏微生物のトリコデルマ菌と近縁種の植物への生育への影響を栽培試験を実施して、繁殖地の環境における根圏微生物の役割について明らかにしてくとともに、根圏への有用微生物の定着性のメカニズムを解明することによって、ハマタマボウキなどの絶滅危惧種の対象植物の繁殖への技術への応用について追求する。
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| Causes of Carryover |
前年度に長崎県および山口県への調査旅費として30万円を計上していたが、7月および8月にかけて台風や集中豪雨による風水害の発生や影響で調査が実施できなかった。また、9月には長崎県で集中豪雨による大雨被害が発生して野外調査が実施できなかった。そのため、次年度に引き続き調査を実施するために調査旅費の繰り越しを決断した。
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Research Products
(10 results)
