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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J00615/
• 关键词: 耐塩性; 病害抵抗性; 青枯病; トマト; 複合耐性誘導; 有用細菌; 塩ストレス; バイオコントロール; 複合耐性

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 selected a useful bacterial strain A and a useful bacterial strain B for plant resistance and disease control. We investigated the mechanism of action of useful bacteria for plant resistance and disease control. The pathogenicity of Pseudomonas strains is determined by molecular biology. The effect of inoculation on the growth and development of A strain was investigated. The inoculation area of A strain was higher than that of B strain, the length of stem and the quantity of B strain increased. A strain has high ACC activity, low IAA activity, and high protein production ability. B strain has high production capacity of IAA, high solubility of ACC and high activity of ACC Plant B is more stable than plant A in plant tissue due to higher energy and higher density. The leaf area, photosynthetic rate and evaporation rate of bacteria in non-inoculated area decreased and increased in inoculated area. In the inoculation area of A plant, Na content was higher, K·P·Mg·Ca·Fe content was higher, and the resistance was higher due to photosynthesis related factors and the maintenance of absorption constancy of inorganic components. Each strain is inoculated with a plant in the irradiated area and the development of bacterial wilt is intentionally inhibited The emergence of disease-related enzyme vectors and infection-specific enzyme vectors is an important factor in the induction of resistance in plants. The RNA-seq analysis of the target area, A strain inoculation area, pathogen inoculation area, and treatment area was carried out, and the development of the target area was promoted by the inoculation of useful bacteria and the detection of pathogens.

项目成果

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 -

• 发表时间: 2022
• 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

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

• 发表时间: 2021
• 作者: Mohammad Jan Shamim;Yu Tanaka;Kazuma Sakoda;Tatsuhiko Shiraiwa and Randall L Nelson;上田 哲司;中原浩貴・松添直隆・安 萍
• 通讯作者: 中原浩貴・松添直隆・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

• 发表时间: 2022
• 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

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－青枯病防除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 - 关注青枯病防治机制因素 -

• 发表时间: 2022
• 作者: 中原浩貴・松添直隆・谷口武士・安 萍

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