気候変動が植物の形態的生理的変化を介して病害虫抵抗性に及ぼす影響の解明

通过植物形态和生理变化阐明气候变化对病虫害抗性的影响

• 批准号: 13J10391
• 负责人: 板垣 芳
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Osaka Prefecture University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J10391/
• 关键词: Podosphaera xanthii; 湿度; 光質; 発芽; 感染; 菌糸伸長; 吸器形成; 二酸化炭素濃度; 病害抵抗性; CO_2飢餓; 形態的変化; 炭素蓄積量; Podosphaera Xanthii; 胞子発芽率; 水ストレス; Podosphaera xanthii; 湿度; 光質; 発芽; 感染; 菌糸伸長; 吸器形成; 二酸化炭素濃度; 病害抵抗性; CO_2飢餓; 形態的変化; 炭素蓄積量; Podosphaera Xanthii; 胞子発芽率; 水ストレス

気候変動に伴う物理環境の変化は植物の形態的生理的特性に影響し，その特性が病虫害抵抗性に影響を及ぼす可能性がある．平成27年度は，異なる光質あるいは湿度環境に順化したキュウリ実生におけるうどんこ病菌の発達の定量的評価を行い，植物を応答を介した環境要因の間接的な影響のメカニズムを検討した．本研究では照射光の遠赤色光（FR）に対する赤色光（R）の比（R:FR比）に注目した．自然光よりも高いR：FR比（> 1.2）に順化したキュウリ実生においてキュウリうどんこ病菌（Podosphaera xanthii）の病斑形成が抑制されるメカニズムを，菌糸発達を評価することで検討した．分生子のキュウリ実生への感染過程はR:FR比への順化の影響を受けなかった．高R:FR比順化葉では，病原菌の葉内への侵入後の菌糸発達および吸器形成が抑制されることが明らかとなった．菌糸発達や吸器形成は宿主葉の化学的な防御応答などに影響されることから，高R:FR比への順化による宿主葉の非構造的特性が病原菌の発達に影響した可能性が考えられた．同様の評価を異なる湿度環境に順化したキュウリ実生においても行った．高飽差（= 3.8 kPa）順化葉では，低飽差（= 0.4 kPa）順化葉よりも病原菌の感染過程が低飽差順化葉よりも抑制されていた．分生子の感染過程は葉の硬さはクチクラ層の厚さなど葉の構造的特性に影響されることから，高飽差順化による葉の構造的特性が病原菌の発達に影響した可能性が考えられた．さらに，高飽差順化葉では，病原菌の葉内への侵入後の菌糸発達および吸器形成が抑制されることが明らかとなり，高飽差への順化による宿主葉の非構造的特性も病原菌の発達に影響した可能性が考えられた． 病原菌の菌糸発達の観察から植物と植物病原体との関係を評価できたことは，気候変動の影響を評価する上で新しい切り口となることが期待できる．

与气候变化相关的物理环境的变化会影响植物的形态和生理特性，它们的特性可能会影响害虫抗性。在2015年，我们定量评估了适应于不同光品质或湿度环境的黄瓜幼苗中白粉病细菌的发展，并通过植物反应研究了环境因素间接影响的机制。在这项研究中，我们专注于红光（R）与辐照光的远红光（R：FR比率）的比率。我们研究了黄瓜白粉病（Podophaera Xanthii）的病理，通过评估菌丝体的发育，与自然光相比，在适应于R的R：1.2的黄瓜幼苗中被抑制。 Cucumber幼苗的感染过程不受适应于R：FR比的影响。已经发现，高R：Fr比率适应叶子会抑制病原体入叶的菌丝体的发育和吸附形成。由于菌丝体的发育和吸收形成受宿主叶的化学保护反应的影响，因此人们认为，由于适应高R：FR比率，宿主叶的非结构特性可能影响了病原体的发展。对已经适应不同湿度环境的黄瓜幼苗进行了类似的评估。在高度饱和（= 3.8 kPa）适应的叶子中，病原体的感染过程比在低饱和（= 0.4 kPa）适应的叶片中受到抑制。由于分生孢子的感染过程受叶子的结构特征的影响，例如表皮层的厚度，因此认为由于高饱和度分化而引起的叶子的结构特征会影响病原体的发展。此外，据表明，高度饱和的适应叶子抑制了病原体入叶入侵菌丝的发育和吸附形成，人们认为，由于适应高饱和度而导致的宿主叶的非结构性特性也可能影响病原体的发展。可以期望通过观察致病性菌丝体发育来评估植物与植物病原体之间的关系的能力提供一种新的方法来评估气候变化的影响。