植物感染に侵入器官のメラニン化を必須としない新奇病原糸状菌の発見と定説の再検討

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コスモス炭疽病菌C. fioriniae CC1の付着器を介した植物侵入におけるメラニン化非依存性を証明するため、メラニン生合成阻害剤の処理実験に加え、SCD1遺伝子を破壊したメラニン生合成欠損株（アルビノ変異体）を活用した付着器機能の解析を実施した。すでに作出済みであったコスモス炭疽病菌のアルビノ変異体に加え、比較対象とする複数の炭疽病菌（ウリ類炭疽病菌C. orbiculare 104-T、アブラナ科炭疽病菌C. higginsianum Abr1-5、リンゴ炭疽病菌C. siamense MAF1）についてもSCD1遺伝子を破壊することでアルビノ変異体を作出することに成功した。比較解析の結果、コスモス炭疽病菌のアルビノ変異体では、非メラニン化付着器においても膨圧の発生、人工基質（セロファン膜）への侵入能、細胞壁分解酵素への耐性、植物上での正常な付着器の維持能力、宿主コスモスおよびシロイヌナズナ免疫低下株への侵入能の全てが維持されていることが明らかとなった。この結果は、植物への侵入に付着器のメラニン化を必須としない新奇炭疽病菌の存在と、メラニン化、付着器機能、植物侵入に関する炭疽病菌やイネいもち病菌の既存モデルが適用されない場合があることを強く示している。本研究内容は、令和4年度日本植物病理学会関東部会で学生が発表し、学生優秀発表賞を受賞した。付着器のメラニン化に依存せずに植物に侵入できる新奇炭疽病菌の網羅的探索を並行して進めているが、追加同定していたサクラ炭疽病菌C. nymphaeae PL1-1-b以外にメラニン化非依存性を示す炭疽病菌株の同定には至っていない。コスモス炭疽病菌、サクラ炭疽病菌以外にも同様の特性をもつ炭疽病菌が存在する可能性はあり、引き続き調査を継続する。