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植物病理学研究室

研究内容

研究内容

各種植物病害のバイオコントロール

概要

★Biological control of plant diseases using plant probiotics

土壌中や植物の体内には、植物を助ける微生物(植物プロバイオティクス,Plant probiotics)が生息しています。私たちは、病原菌の感染から植物を守る能力をもった植物プロバイオティクスを探索し、微生物農薬として実用化するための研究をおこなっています。作物生産の現場では、化学農薬に耐性をもつ病原菌が次々に発生し、病害の防除が難しくなっています。また、そもそも有効な化学農薬がない病害も数多くあります。このような問題をバイオコントロール技術で解決したいと考えています。

イチゴ炭そ病に有効な放線菌

植物プロバイオティクスを用いた病害のバイオコントロールの例.イチゴの生産地では、炭そ病の発生が深刻な問題となっています。年間の被害額は30億円以上にも上るといわれています。このイチゴ炭そ病を防ぐことのできる放線菌を発見しました。

Root colonization 植物根に定着・増殖した植物プロバイオティクス(Bacillus菌)の共焦点レーザー顕微鏡像.対象の植物と親和性の高い植物プロバイオティクスを用いることで、より効果的に植物を病害から保護することが可能となります。植物と植物プロバイオティクスとの間の相互作用を詳細に解析することにより、優れた病害抑制効果をもつ植物プロバイオティクスを効率的に選抜できるようになります。また、植物プロバイオティクスの作用メカニズムの解明も大変重要です。抗菌物質の生産や病原体への寄生といった直接的作用や、植物が本来もっている免疫機能を活性化することで病原体の感染を抑制する間接的な作用などが関与しています。私たちは、植物プロバイオティクスの作用メカニズムを、分子生物学的、解剖学的および生化学的な手法を駆使して解析する研究にも取り組んでます。

発病衰退現象の微生物学的メカニズムの解析

概要

★Analysis of microbial mechanisms involved in disease decline

同一の圃場で作物を連作すると土壌病原菌による病害が発生し、収量の低下がおこります(いわゆる連作障害)。ところが、連作を続けていくうち、はじめ多発していた病気が次第に減少していく場合があります。このような現象を発病衰退現象(Disease decline)と呼びます。発病衰退現象には土壌への拮抗微生物の集積が関与すると考えられています。私たちは、発病衰退に関わる拮抗微生物について研究を進めています。この研究を通して、優れた病害防除活性をもつ拮抗微生物を見出し、バイオコントロールへ応用したいと考えています。

DGGEプロファイル DGGE法を用いた発病衰退土壌中の微生物相の解析.発病衰退が起こっている土壌中では、どのような微生物が増殖しているのかを解析しています。

ネギ属の混植・輪作による土壌伝染性病害抑制の微生物学的メカニズムの解析

概要

★Mechanism analysis of Fusarium wilt suppression in a cucurbits/Allium intercropping system

中国や日本では、ウリ科などの作物とネギ属植物を混植・輪作する風習が古くから伝承されています。このネギ属の混植・輪作には、ウリ科作物などに甚大な被害をもたすフザリウム病を抑制する効果があることが知られていますが、そのメカニズムは良くわかっていません。私たちは、ネギ属植物の根圏に生息する細菌群に着目し、フザリウム病抑制との関連性を調査しています。これまでの研究から、ネギ属根圏の優占細菌群がフザリウム病抑制において重要な役割を担っている可能性が明らかとなってきました。ネギ属の混植・輪作によるフザリウム病抑制のメカニズムの詳細を解明し、汎用性の高い新規のフザリウム病防除技術を開発したいと考えています。

北海道のスイカ・メロン産地で実際におこなわれているネギ混植の様子。昭和60年代にネギの混植が導入され、現在では土壌消毒なしにスイカやメロンが連作されています。

フザリウム菌に抗菌性を示す根圏細菌 キュウリつる割病を抑制する根圏細菌

植物成長促進細菌の多様性,作用機構,農業生産への応用に関する研究

概要

★Research on plant growth-promoting bacteria

植物の根の周囲や体内には様々な細菌が生息しており、その中には植物成長を促進する作用をもったものも存在します。こういった植物成長促進細菌は古くから研究されています。一方で、次世代シーケンスなどの技術を利用した最新の研究から、従来は注目されてこなかったマイナーな細菌が植物根圏や体内に実は高密度で生息していることがわかってきました。そこで私たちは、それらマイナー細菌が植物の成長や生存にどのように影響を及ぼしているのかを解析するとともに、有用効果を持つ細菌株を選抜し、植物活力剤(Biostimulants)あるいは生物肥料(Biofertilizers)として減化学肥料栽培に応用するための研究を進めています。

<平成27年度卒業生・修了生の研究テーマ>

*修論

Suppressive effect of predominat rhizobacteria of Allium plants against cucumber Fusarium wilt

*卒論

イネ種子伝染性細菌病を抑制するPseudomonas菌株の探索

内生Bacillus属菌の茎葉散布によるトマト青枯病の防除に関する研究

土壌病害助長細菌に関する研究

<平成26年度>

*卒論

1.ネギ類の混植によるホウレンソウ萎凋病の防除に関する研究(五十嵐千佳)

2.ネギ混植による病害抵抗性誘導の検証(川瀬由依加)

3.トマトかいよう病の防除に有効な内生放線菌の探索(長江祐樹)

4.拮抗性Pseudomonasによるタマネギ細菌性腐敗症の生物防除に関する研究(前岡真美)

*修論

1.移動型土壌病原菌の抑止土壌における細菌叢の解析(鈴木亜実)

2.Mechanisms of suppressive effect of Welsh onion intercropping to cucumber Fusarium wilt: The role of antifungal substances produced by rhizsphere Burkholderia(田中千尋)

3.Suppression of tomato bacterial wilt by foliar application of endophytic bacteria(南谷理紗)

4.Evaluation of suppressive effect of Chinese chive intercropping on tomato bacterial wilt disease(Malek K.M. Marian)


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