2019 Fiscal Year Annual Research Report
未利用遺伝資源を活用した線虫抵抗性機構の解明と革新的接ぎ木による線虫制御技術開発
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19H02962
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
植原 健人 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 中央農業研究センター, 産学連携コーディネーター (30355458)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
門田 康弘 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 専任研究員 (80548975)
上杉 謙太 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 九州沖縄農業研究センター, 主任研究員 (00414798)
村田 岳 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 九州沖縄農業研究センター, 研究員 (90760364)
松永 啓 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 野菜花き研究部門, ユニット長 (90355339)
宮武 宏治 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 野菜花き研究部門, 主任研究員 (70442754)
新村 芳美 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 野菜花き研究部門, 研究員 (90807736)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ネコブセンチュウ / 線虫抵抗性 / エフェクター / 台木 / 接ぎ木 / ナス / 遺伝資源 / 密度抑制効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
未利用遺伝資源から探索した抵抗性植物のネコブセンチュウに対する抵抗性機構を解明するため、Solanum属植物Aに2系統のアレナリアネコブセンチュウ(Meloidogyne arenaria, Ma)、本州型および沖縄型を感染させ、線虫感染部位の網羅的遺伝子発現解析を行なった。Solanum torvumにおける線虫感染時の遺伝子発現変動解析の結果と比較し、免疫応答に関連して誘導される遺伝子群の傾向を調べた。また、抵抗性植物が認識するエフェクターを同定するため、Ma本州型とMa沖縄型における系統特異的なエフェクターのクローニングを行なった。
Solanum属遺伝資源より選抜されたネコブセンチュウ抵抗性植物、Solanum palinacanthumについて台木利用時のネコブセンチュウ増殖性評価試験を実施した。ポットレベルにて、S. palinacanthum台木の接木苗を作成し（穂木：ナス品種「千両二号」（タキイ種苗））、抵抗性対照としてS. palinacanthum自根苗、感受性対照として「千両二号」自根苗を用意した。サツマイモネコブセンチュウ（Meloidogyne incognita）を1ポットあたり300頭接種し、約40日間栽培後に根系に形成された卵のうの数により増殖性程度を評価した。
ネコブセンチュウ抵抗性と判定された3点のナス近縁種のうち、予備試験の促成栽培における収量性試験および土壌病害抵抗性評価において台木用として有望と判定された系統について、ナスの主要土壌病害に対する抵抗性を評価するとともに、促成栽培および露地普通栽培において台木として接ぎ木した場合の穂木用品種の収量性を含む実用形質を評価した。土壌病害抵抗性評価においては、汚染圃場における青枯病抵抗性試験、幼苗を用いた半枯病および半身萎凋病抵抗性試験を行った。
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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
Solanum属植物AはMa本州型に抵抗性であり、Ma沖縄型に感受性である。一方、S. torvumはMa本州型に感受性であり、Ma沖縄型に抵抗性である。したがって、それぞれの抵抗性植物においてMa本州型とMa沖縄型の感染時に発現が変動する遺伝子を網羅的に比較することで、Solanum属抵抗性植物における免疫応答の相違性を明らかにできる。解析の結果、抵抗性応答時には、S. torvumとSolanum属植物Aで共通して、病害応答に重要な植物ホルモンであるサリチル酸のマーカー遺伝子(PR1)や、免疫応答時のシグナリング等に関わる活性酸素の生産酵素（RBOHB）などの免疫関連遺伝子が誘導されていることがわかった。また、細胞壁強化に関わるリグニン、その他さまざまな二次代謝産物の生成が誘導されることが推定された。よって、S. torvumとSolanum属植物Aは抵抗性の誘導能にはそれほど違いはないものの、Ma本州型、及びMa沖縄型を認識する能力に違いがあると推定される。
候補植物を線虫汚染圃場で栽培して土壌中の線虫密度の低減効果を明らかにした。また、センチュウ接種試験の結果、S. palinacanthum台木苗、S. palinacanthum自根苗いずれも0であった。従って、本試験によりS. palinacanthumをナス用台木として用いた場合でもS. palinacanthum自根苗と同等のネコブセンチュウ抵抗性が発揮されることが示唆された。
土壌病害抵抗性検定の結果、有望系統は、半枯病および半身萎凋病に対して強度抵抗性を示した。また、有望系統を台木とし、「あのみのり2号」を穂木として促成作型で栽培した場合、代表的なナス用台木品種、「トナシム」を台木とした場合よりも草勢および収穫果数が上回る傾向にあったことから、低温期への適応性が高いことが示唆された。
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| Strategy for Future Research Activity |
S. torvumとSolanum属植物Aの認識能力の違いは、それぞれの植物が認識するエフェクターの違いによると予想される。そこで、Ma本州型、及びMa沖縄型系統特異的なエフェクターをS. torvumとSolanum属植物Aに一過的に発現し、抵抗性反応が誘導されるかを観察する。
ナス穂木に対するS. palinacanthum台木の接木親和性を評価し、ナス用台木植物としての有用性を明らかにする。具体的には、市販される複数のナス品種を穂木として用い、S. palinacanthum台木に対する活着性等を評価する。また、有望系統についてアレナリアネコブセンチュウ沖縄型、ジャワネコブセンチュウおよびキタネコブセンチュウ接種試験を実施し、本植物における各ネコブセンチュウ種の増殖性を明らかにする。
選抜した有望系統の台木用品種としての使用を見据え、青枯病抵抗性を主とした表現形質の遺伝的固定を図るとともに、同系統を台木として利用した場合の穂木の収量性を含む実用形質の評価を行う。具体的には、青枯病接種試験において生存した株を相互交配し、選抜することで青枯病抵抗性の遺伝的固定を図るとともに、選抜系統の外観形質の遺伝的固定も進める。また、選抜系統を台木として利用した場合の穂木の収量性調査を促成栽培および露地普通栽培について実施し、低温期および高温期における台木としての適性を評価する。
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[Presentation] Interaction of nematode-resistant plant Solanum torvum and virulent/avirulent root-knot nematodes2019
Author(s)
Sato, K 、 Kadota, Y、Gan, P 、Uehara, T 、Bino, T 、Yamaguchi, K、Ichihashi, Y 、 Iwahori, H、Maki, N、Shigenobu, S、 Suzuki, T、Shirasu, K
Organizer
IS-MPMI XVIII Congress
Int'l Joint Research
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