著者の所属・活動拠点の国は、パキスタン、ブルガリアです。

掲載誌：Frontiers in Microbiology

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

研究の目的

リョクトウ（緑豆）は、もやしや豆の煮込み、粉などとして食べられるマメ科作物です。パキスタンでは、カビの一種セルコスポラ・カネッセンス（Cercospora canescens）が起こす「セルコスポラ斑点病」が大きな被害をもたらします。研究チームは、この病気の対策で合成殺菌剤を多く使うと、人の健康や土の中の有益な微生物、周囲の環境に悪影響が及ぶことを背景に挙げています。

そこで研究チームは、薬用植物であるアサ（Cannabis sativa）の根の周り（根圏）の土から、病気を抑え、植物の生育も助ける細菌を探すことを目指しました。取り出した枯草菌（Bacillus subtilis）の株がこのカビを抑えられるか、またリョクトウに与えたときに病気の出方、生育、防御反応がどう変わるかを調べています。

何を、どのように調べたか

研究チームは、パキスタン・ラホールのアサの根圏土を5か所の深さ10〜15センチから採取して混ぜ合わせ、7つの細菌株を分離しました。そのうち1株を枯草菌と同定し、「Medicinal_04」と名付けました。形や生化学的な性質を調べる検査に加え、植物の生育を助ける性質も調べました。たとえば、植物ホルモンの一種インドール酢酸（IAA）をつくるか、カビの細胞壁の成分キチンを分解するか、といった点です。遺伝子の解析も行い、ゲノムから抗菌物質などをつくる遺伝子群を探しました。

次に、シャーレ上でこのカビを育て、菌液を染み込ませた円形のろ紙を置いて、カビの広がりがどれだけ抑えられるかを測りました。比較の相手は、何も置かない場合と合成殺菌剤を染み込ませた場合です。

植物での試験には、比較的病気に強い品種NM-51と、病気にかかりやすい品種NM-20-21の2品種を使いました。網室内で土を入れた鉢に栽培し、種子を事前に菌液で処理する方法（種子処理）と、葉に菌液を吹き付ける方法（葉面散布）を比べました。殺菌剤散布も比較対象とし、それぞれカビを接種する場合としない場合を設けました。種まき後30日目に、病気にかかった株の割合（発病率）を調べました。あわせて、草丈や根の長さ、さや数、葉緑素量を測りました。ストレスで生じる有害な活性酸素を分解する酵素（SOD、POD、CAT）の活性と、防御に関わる遺伝子PR-1の働き具合も測定しました。各処理は3鉢ずつ行われました。

主な報告結果

植物での試験では、カビだけを接種した場合の発病率は、強い品種NM-51で66%、かかりやすい品種NM-20-21で93%でした。枯草菌の葉面散布は発病率を最も大きく下げ、低下の割合はNM-51で90%、NM-20-21で85.7%でした。種子処理による低下はそれぞれ80%と71.4%でした。殺菌剤散布による低下はそれぞれ80%と64%でした。研究チームは、葉面散布が最も効果的な処理だったと報告しています。

シャーレでの試験では、この株はカビの広がりを81.5%抑えました。合成殺菌剤の94.0%には及ばないものの、統計的に有意な抑制でした。

生育については、カビを接種しない健康な株に殺菌剤を散布すると、草丈、根の長さ、葉緑素量がわずかに（3〜8%）減りました。これに対し、枯草菌で種子処理した株は、何も処理しない株と比べて、2品種で草丈が5%と7%、根の長さが12%と13%、さや数が10%と24%、葉緑素量が4%と7%増えました。葉面散布のみの株には、有意な差はみられませんでした。

防御反応では、カビの接種によって抗酸化酵素の活性とPR-1遺伝子の働きが高まりました。カビを接種したうえで枯草菌を与えると、これらはさらに高まりました。PR-1は、カビ接種時にNM-51で1.93倍、NM-20-21で2.33倍に増え、枯草菌による処理を加えると両品種でさらに上昇しました。一方、殺菌剤では品種によって反応が分かれました。

ゲノム解析では、この株がサーファクチン、イツリン、フェンギシン、プリパスタチンといった抗菌性物質や、鉄を取り込む物質バシリバクチンなどをつくる遺伝子群を持つことが示されました。

この報告が示すこと

研究チームは、この枯草菌株が二つの働きを併せ持つと結論づけています。一つは、カビを直接攻撃したり、鉄をめぐる競合でカビを弱らせたりする働きです。もう一つは、植物自身の防御を呼び起こし、生育を後押しする働きです。こうした点から、著者らはこの株を、リョクトウの斑点病対策で合成殺菌剤に代わりうる候補と位置づけています。

一方で著者らは、限界も挙げています。試験は管理された網室内で、各処理3鉢という少ない規模で行われました。病気の評価は「かかったか否か」の発病率によるもので、症状の重さの違いは捉えていません。菌の濃度の違い、土壌中でどれだけ長く残るか、在来の土壌微生物への影響は調べていません。防御反応の高まりは確認されたものの、その背後にある仕組みや、植物体内で抗菌物質が実際につくられているかは直接確かめていません。大規模に使う前には、さまざまな環境での野外検証が必要だとしています。

原著論文の著者・所属：Misbah ul Ain（Institute of Plant Breeding and Biotechnology (IPBB), MNS-University of Agriculture, Multan, Pakistan）、Akhtar Hameed（Institute of Plant Protection (IPP), MNS-University of Agriculture, Multan, Pakistan）、Saima Muzammil（Institute of Microbiology, Government College University, Faisalabad, Pakistan）、Tsanko Gechev（Department of Molecular Biology, Plovdiv University; Department of Molecular Stress Physiology, Center of Plant Systems Biology and Biotechnology）、Muhammad Faisal（Institute of Plant Breeding and Biotechnology (IPBB), MNS-University of Agriculture, Multan, Pakistan）

※本記事は原著論文をもとに、日本語で要約・説明を加えた研究紹介です。 出典（原著論文）：Misbah ul Ain, Akhtar Hameed, Saima Muzammil, et al. Bacillus subtilis isolated from medicinal plants rhizosphere effectively controls Cercospora leaf spot and improves plant growth in mung bean (Vigna radiata). Frontiers in Microbiology（出版社：Frontiers Media） 2026-08-19. DOI: 10.3389/fmicb.2026.1850863. 原著ライセンス：CC BY.