生物防除微生物Pythium oligandrumによるトマト青枯病の抑制機構

• 担当機関: （独）農業・食品産業技術総合研究機構 北海道農業研究センター
• 研究期間: 2004～2008
• 研究担当者: 関口博之; 高橋英樹（東北大農）; 増中 章; 竹中重仁; 中保一浩（中央農研）
• 発行年度: 2008
• 要約: Pythium oligandrumはトマトの根圏に定着しやすい特性を有しているが、この根圏定着性による競合作用で直接的にトマト青枯病菌の根圏からの感染を抑制するのではなく、根圏定着による抵抗性誘導によりトマト青枯病の発生を抑制する。
• キーワード: 生物防除、Pythium oligandrum、トマト青枯病、抵抗性誘導

背景・ねらい

生物防除微生物であるPythium oligandrum(PO)は、細菌によって引き起こされるトマトの重要土壌病害である青枯病を抑制することが知られている。しかし、どのような機構により本病を抑制しているのかは明らかになっていない。そこで、POのトマト根圏での定着性、POの根圏定着量と青枯病抑制効果との関係、およびPOの根圏定着によるトマトの防御関連遺伝子の発現程度を解析することにより、POの青枯病抑制機構を解明する。

成果の内容・特徴

1. 殺菌畑土壌にトマト（品種：マイクロトム）を播種し、POの卵胞子を１植物体あたり５x102～５x106個施用する。３週間後にトマトの根圏土壌におけるPOの定着程度を解析すると、POは土壌への卵胞子施用量が多いほど、トマト根圏土壌における定着程度が高くなる（図１A）。
2. トマト根圏でのPOの動態を特異的染色法を用いて観察すると、土壌への卵胞子施用量の多いトマトほど、高頻度にPOが根部の表皮細胞および根毛の表面に定着する（図１B）。
3. POの卵胞子を施用した土壌で３週間育生したトマトに、青枯病菌を接種して発病抑制効果を調べてみると、卵胞子を５x104個以上施用した場合には無施用区より有意に発病抑制効果が認められる(表1)。しかし、５x106個処理すると５x104個処理区に比べて、POが根圏に約60倍多く定着しているのにもかかわらず、抑制効果の顕著な向上は認められない。また、接種後の根圏土壌における青枯病菌の菌量は、POの定着量の違いにほとんど影響されない（表２）。
4. POの卵胞子をトマトの根に処理した後に経時的にトマトの遺伝子の発現を解析すると、トマトのジャスモン酸シグナル伝達系の防御関連遺伝子PR6とATL6およびエチレンシグナル伝達系の防御関連遺伝子CASの発現が、蒸留水（DW）処理区に比べて顕著に上昇する（図２）。
5. 以上のことから、POの青枯病抑制機構は、トマト根圏でのPOと青枯病菌との直接的な競合作用が主因でなく、POの根圏定着によるトマトへの抵抗性誘導が主因であると考えられる。いもち 病真性抵抗性遺伝子型は“Pia”と推定され、圃場抵抗性は「はくちょうもち」「風の子もち」より劣り、葉いもちおよび穂いもち抵抗性は“やや弱”である（表1）。

成果の活用面・留意点

1. POをトマト青枯病の微生物製剤として実用化させる際に、製剤の作用機作としての基礎情報となる。
2. POは広範な作物種に抵抗性を誘導する能力を有しているが、他の土壌病害の発病抑制機構に関しては、別途解析する必要がある。

• カテゴリ: 病害虫 青枯れ病 いもち病 抵抗性 抵抗性遺伝子 トマト 播種 品種 防除