ネギ類根圏へのフザリウム病抑止性細菌群の集積機構の解明

阐明葱属根际镰孢菌病抑制菌的积累机制

基本信息

批准号：
16J06445
负责人：
西岡友樹
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Gifu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ネギ類を用いて混植や輪作を行うと，土壌伝染性病原糸状菌であるFusarium oxysporumが他植物に引き起こす萎凋病（以下，フザリウム病）の発生が軽減されることが知られていた。これまでの研究により，このフザリウム病抑制効果にはネギ類栽培によって集積する拮抗性グラム陰性細菌が関与する可能性が見出された。そこで，これら拮抗性グラム陰性細菌の集積に関与する原因化合物を特定すれば，フザリウム病抑止土壌の人工作出法に応用できると考えた。本研究ではまず、ネギ類根の水抽出液を土壌に添加し、１週間以上置くことでキュウリつる割病に対する発病抑止性を誘導できることを明らかにした。続いて、ネギ類根の水抽出液中に特徴的に含まれるγ-グルタミル-S-アリルシステイン（以下、GSAC）に発病抑止誘導の効果があることを発見した。そこで、GSACを利用した発病抑止土壌の人工作出法の実用性を検討した結果、同化合物を添加することで土質の異なる様々な土壌にキュウリつる割病抑止性を誘導できることと、その発病抑止性はホウレンソウ萎凋病にも有効であることを明らかにした。さらにGSACの添加で誘導される発病抑止性の原因を解明したところ、拮抗性グラム陰性細菌の集積を主因とすることがわかった。これらの結果から，ネギ類根の水抽出液の特有成分であるGSACの土壌添加により、拮抗性グラム陰性細菌の集積を通じて、様々な土壌に対してフザリウム病抑止性が誘導されることが明らかとなった。

已知使用葱属植物的混合种植或轮作可以减少其他植物上由尖孢镰刀菌（一种土传病原真菌）引起的枯萎病（以下称为镰刀菌病）的发病率。前期研究发现，对镰刀菌病的抑制作用可能与葱种植过程中积累的拮抗革兰氏阴性菌有关。因此，我们认为，如果我们能够识别出这些拮抗性革兰氏阴性细菌积累所涉及的致病化合物，我们就可以将它们应用于人工生产抑制镰刀菌病害的土壤的方法中。在这项研究中，我们首先发现，将葱根的水提取物添加到土壤中并静置一周以上，可以诱导抑制黄瓜蔓裂病的发生。随后，他们发现葱根水提取物中特有的γ-谷氨酰-S-烯丙基半胱氨酸（以下简称GSAC）具有抑制疾病发作的作用。因此，我们在考察利用GSAC人工制作防病土壤的实用性后发现，通过添加相同的化合物，可以在不同土壤类型的多种土壤中诱导黄瓜藤分裂防病特性，并且还发现该方法对菠菜枯萎病有效。此外，我们还阐明了添加GSAC引起的发病抑制的原因，发现主要原因是拮抗革兰氏阴性菌的积累。从这些结果可以清楚地看出，向土壤中添加葱根水提取物的独特成分GSAC可以通过拮抗革兰氏阴性菌的积累来抑制各种土壤中的镰刀菌病害。