コムギのストライガ抵抗性の品種間差とメカニズムの解明

小麦品种间差异和独脚金抗性机制的阐明

• 批准号: 17K07620
• 负责人: 鮫島 啓彰
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-01 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17K07620/
• 关键词: コムギ; ストライガ; 接触前抵抗性; ストリゴラクトン; コアコレクション; 抵抗性; アフリカ; 環境適応性; 抵抗性メカニズム; 栽培環境

根寄生雑草ストライガは宿主根が分泌する発芽刺激物質（ストリゴラクトン）を感知してから発芽する。したがって、ストリゴラクトン分泌量が少ない（あるいは発芽刺激活性の低いストリゴラクトンを分泌する）品種の根の近傍では、発芽するストライガ個体数が少なくなるため、その品種はストライガに寄生されにくい。このような品種はストライガに対して接触前抵抗性が高いと表現されている。最終年度は、ストライガ抵抗性コムギ品種を選抜するため、日本のコムギコアコレクションに含まれる品種の接触前抵抗性の評価を行った。接触前抵抗性は、コムギ品種を水耕栽培し、根からの分泌物を含む水耕液をストライガ種子に与え、発芽率を調査することで評価できる。コムギ55品種の評価が終了し、各品種を栽培した水耕液を与えた時のストライガ種子発芽率は0.1～44.1%となり、大きな品種間差が確認された。すなわち、日本のコムギ品種には、ストライガに対する接触前抵抗性に大きな差があることが明らかになった。この時、コムギの根乾物重は0.011～0.068gの範囲にあり、発芽率とコムギ根乾物重の間には有意な相関関係は認められなかった（r=0.053、p>0.70)。したがって、コムギ品種によるストライガ種子発芽刺激活性の違いは、根のサイズによって決まるのではなく、ストリゴラクトンの分泌量（あるいは種類）によって決まると考えられた。ストライガに対する接触前抵抗性が高い上位5品種は、JWC58（小麦農林16号）、JWC01（赤皮赤）、JWC86（キタカミコムギ）、JWC77（ユキチャボ）、JWC10（富国）であり、接触前抵抗性が低い下位5品種は、JWC38(筑前)、JWC91（小麦農林20号）、JWC39（1号早小麦）、JWC65（小麦農林55号）、JWC41（阿蘇在来（有芒褐ぷ））であった。

根部寄生杂草独脚金在感受到寄主根部分泌的发芽刺激物质（独脚金内酯）后发芽。因此，独脚金内酯分泌量少（或独脚金内酯促发芽活性低）的品种，发芽的独脚金个体数量较少，不易被独脚金寄生。据说这些品种对独脚金具有很高的接触前抗性。最后一年，为了选择独脚金抗性小麦品种，我们对日本小麦核心种质中的品种进行了接触前抗性评估。可以通过水培法培养小麦品种，将含有根部分泌物的水培溶液施加到独脚金种子上，并检查发芽率来评估接触前抗性。已完成对55个小麦品种的评估，当每个品种在水培溶液中生长时，独脚金种子的发芽率在0.1%至44.1%之间，证实了品种之间存在很大差异。换句话说，很明显，日本小麦品种之间对独脚金的接触前抗性存在很大差异。此时小麦根系干重在0.011~0.068g范围内，发芽率与小麦根系干重不存在显着相关性（r=0.053，p>0.70）。因此，认为小麦品种之间独脚金种子发芽刺激活性的差异不是由根的大小决定的，而是由分泌的独脚金内酯的量（或类型）决定的。对Striga的预接触抵抗力排名前五位的品种是JWC58（小麦农林16号）、JWC01（阿卡金红）、JWC86（北上小麦）、JWC77（雪茶坊）和JWC10（富国）。预接触电阻低的垫底五个品种分别是JWC38（筑前）、JWC91（小麦农林20号）、JWC39（1号早麦）、JWC65（小麦农林55号）、JWC41（阿苏土产（小麦）棕色）。

项目成果

National Center for Research/Agricultural Research Corporation(Sudan)

国家研究中心/农业研究公司（苏丹）