Development of induction models for disease resistance and salinity tolerance in plants by avirulent bacteria

无毒细菌诱导植物抗病和耐盐性的诱导模型的建立

基本信息

批准号：
20J00615
负责人：
中原浩貴
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Tottori University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、昨年度までに選抜した植物に耐塩性と病害防除効果の両方を付与する有用細菌A株と、病害防除効果のみを付与する有用細菌B株を供試し、植物に耐塩性と病害防除効果を誘導する有用細菌の作用機構を調査し、以下の事を明らかにした。両菌株は分子生物学的同定により人畜・植物への病原性が低い種のPseudomonas属菌株と近縁種であると推定された。非塩処理・塩処理条件における各菌株接種によるトマトの生育への影響を調査したところ、塩処理条件では、A株接種区で細菌無接種区と比べて草高、茎長、バイオマス量が顕著に増加した。A株はシデロフォア産生能、リン酸塩溶解能、ACCデアミナーゼ活性が高く、IAA産生能は低かった。B株はシデロフォア産生能とIAA産生能が高く、リン酸塩溶解能とACCデアミナーゼ活性はなかった。B株と比べてA株は植物組織内での定着能が高く、塩処理条件でも高密度に定着した。細菌無接種区では、塩処理によって葉面積、光合成速度および蒸散速度は顕著に低下したが、それらはA株接種区で顕著に増加した。また、塩処理条件においてA株接種区では、植物組織内のNa含量が高くなる一方で、K・P・Mg・Ca・Feの含量が顕著に増加したことから、耐塩性向上の要因には光合成関連因子および無機成分吸収の恒常性の維持が関与することが示唆された。各菌株を接種したトマトでは、対照区の植物と比べて、青枯病の発病が有意に抑制された。根と葉では、有用菌株接種によっていくつかの病害防御関連酵素遺伝子および感染特異的タンパク質遺伝子の発現上昇が認められ、防除機構の一要因として植物への抵抗性誘導の関与が推察された。さらに、対照区、A株接種区、病原菌接種区、塩処理区のトマトのRNA-seq解析を実施し、有用細菌接種や病害ストレスおよび塩ストレスによって発現促進または発現抑制される遺伝子の発現パターンを推定することができた。

This year, we tested useful bacteria strain A, which gives both salt tolerance and disease control effects to plants selected up to last year, and useful bacteria strain B, which gives only disease control effects, and investigated the mechanism of action of useful bacteria that induce salt tolerance and disease control effects on plants, and revealed the following: Based on molecular biological identification, both strains were estimated to be closely related to the Pseudomonas genus strain, which is a species with对人类和动物生命和植物的致病性较小。当我们研究在非盐和盐处理条件下接种每种菌株对番茄生长的影响时，我们发现在菌株A接种区域中，与细菌无染色区域相比，在盐处理条件下，植物高度，茎长和生物量量显着增加。菌株A具有高铁载体的生产能力，磷酸盐裂解能力，ACC脱氨酶活性和IAA生产能力较低。 B菌株B具有高的铁载体和IAA生产能力，没有磷酸盐裂解能力或ACC脱氨酶活性。与菌株B相比，菌株A具有更高的植物组织中定居的能力，并且即使在盐处理条件下也以高密度建立。在细菌无人区域，叶片区域，光合作用率和蒸腾率通过盐处理显着降低，但在A占地的区域中它们显着增加。此外，虽然在盐处理条件下A-strain接种区域中植物组织中的NA含量增加，但K，P，Mg，Ca和Fe的含量显着增加，这表明改善盐耐受性的因素包括光合作用相关因素以及维持无机吸收的稳态。与对照区中的植物相比，与每个菌株接种的西红柿都显着抑制了细菌枯萎病的发作。在根和叶中，通过接种有用菌株观察到了几种与疾病保护相关酶基因的表达增加，并观察到感染特异性蛋白基因，并且估计据估计，植物抗性诱导的参与是控制机制的因素。此外，对对照，A菌株，病原体接种和盐处理的切片中西红柿的RNA-seq分析进行了，并且可以估算有用的细菌接种，疾病胁迫和盐胁迫促进或抑制基因的表达模式。

项目成果

期刊论文数量（12）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

植物に耐塩性と病害抵抗性を誘導する蛍光性Pseudomonas属細菌の作用機構－耐塩性誘導機構の要因を中心に－

荧光假单胞菌诱导植物耐盐抗病的作用机制 - 聚焦耐盐诱导机制背后的因素 -

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
村上悠;二股良太;堀部智久;植田和光;木下政人;上田哲司;宮野尚・橋本美保;中原浩貴・松添直隆・谷口武士・安　萍
通讯作者：
中原浩貴・松添直隆・谷口武士・安　萍

植物に病害防除効果と耐塩性を付与する細菌菌株の探索

寻找赋予植物疾病控制和耐盐性的细菌菌株

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kosuke Inoue;Masaki Yasugi;Hirotsugu Yamamoto;Ken Takakusa;横田猛;Yoshimoto M. (他48名);中原浩貴・松添直隆・谷口武士・安　萍
通讯作者：
中原浩貴・松添直隆・谷口武士・安　萍

Pseudomonas spp.およびBurkholderia sp.菌株の接種が非塩処理および塩処理栽培におけるトマトの無機成分吸収に及ぼす影響

接种假单胞菌属和伯克霍尔德氏菌属菌株对无盐和盐处理栽培番茄无机吸收的影响