著者の所属・活動拠点の国は、中国、タイです。

掲載誌：Microbiology Spectrum

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

研究の目的

著者らは、植物の病気が毎年の作物収量の13〜22%の損失をもたらし、その防除が主に化学合成農薬に頼ってきたことを背景に挙げています。化学農薬には環境汚染、薬剤耐性の発達、人や動物の健康へのリスクが伴うため、生物を利用して病気を抑える「生物防除」が代替手段として研究されてきました。中でもバチルス属の細菌は有望な候補として広く調べられています。

ただし著者らによると、これまでの生物防除の研究は対象とする病原菌の種類が限られ、実験室での評価が中心で、圃場での効果も一定しないという課題がありました。そこで研究チームは、中国・北京市で採取したブドウの組織から分離した細菌株BJ1について、ゲノム情報に基づいて種を正確に特定するとともに、実験室、切り取った葉、温室の植物という異なる条件での試験とゲノム解析を組み合わせ、幅広いカビ（糸状菌）の病原菌に対する生物防除資材としての可能性を総合的に評価することを目指しました。

何を、どのように調べたか

BJ1はもともと、ブドウの幹の病気の原因菌を探す過程で、病原性のカビを強く抑える細菌として見つかったものです。研究チームはこの株の全ゲノムを、長い配列を読める方式と精度の高い短い配列を読む方式を組み合わせて解読し、ゲノム全体の比較から種を判定しました。さらに、抗菌物質などを作る遺伝子がまとまって並ぶ領域「生合成遺伝子クラスター」をゲノム中から探し出し、既知のデータベースと照らし合わせてどのような物質を作りうるかを予測しました。

実験室での試験では、8種類の果樹・野菜に関連する59の病原性カビの分離株を用い、同じ培地の上でカビとBJ1を向かい合わせて育てる「対峙培養」を行いました。28℃で5日間培養した後、BJ1を置いた培地と滅菌水を置いた対照の培地でカビの広がりを比べ、生育がどれだけ抑えられたかを阻害率として求めました。各条件は3枚の独立した培地で繰り返しました。

次に、トマト灰色かび病の原因菌である灰色かび病菌（ボトリチス・シネレア）を対象に、温室のトマトから採った葉を使う試験を行いました。BJ1の培養液を1ミリリットル当たりの生きた菌数（CFU/mL）が10万、100万、500万、1000万の4段階になるよう薄め、病原菌を接種する前に処理する「予防的」な使い方と、接種後に処理する「治療的」な使い方の両方で、葉にできる病斑の大きさを測りました。比較対象として、市販の微生物殺菌剤である枯草菌（バチルス・サブチリス）の水和剤（1億CFU/mL）と滅菌水を用いました。

最後に温室で、灰色かび病の発生初期にあるトマトにBJ1を5000万、1億、2億CFU/mLの3段階の濃度で3回散布し、治療的な効果を調べました。1区画20平方メートルの区画を各処理に4つずつ無作為に割り当て、発病した株の割合（発病率）とそこから求めた防除効果を、市販の枯草菌製剤および水処理と比べました。

主な報告結果

実験室の対峙培養では、試した59の分離株すべてに対してBJ1との境界に生育が抑えられた領域が見られ、阻害率は53.76%から98.45%でした。著者らの区分では、6株が非常に感受性が高く（80%超）、46株が感受性が高く（60〜80%）、7株が中程度（40%超〜60%以下）で、感受性が低い株はありませんでした。最も強く抑えられたのはダイズ由来の名をもつディアポルテ・ソジャエ（98.45%）でした。ブドウ、トマト、ナス由来の灰色かび病菌も一貫して64.95〜73.91%抑えられました。

トマトの切り取った葉の試験では、BJ1の濃度が高いほど防除効果が高まり、病斑が小さくなる傾向が見られました。1000万CFU/mLでは予防的な使い方で68.95%、治療的な使い方で87.87%の防除効果を示し、研究チームはこれを最適な濃度としました。治療的な使い方では500万CFU/mLでも88.28%と、1000万CFU/mLと統計的に同程度でした。市販の枯草菌製剤と比べると、BJ1はより低い濃度で、予防的な使い方では同程度、治療的な使い方では有意に高い効果を示しました。病原菌を接種せずにBJ1だけを処理した葉には、薬害は見られませんでした。

温室のトマトでは、3つの濃度のBJ1処理すべてが水処理に比べて灰色かび病の発病率を有意に下げ、防除効果は72.38〜80.48%でした。最も高い2億CFU/mLでは発病率が1.23%と最も低く、防除効果は80.48%でした。市販の枯草菌製剤も発病を抑えましたが、その防除効果は66.48%で、BJ1の各処理より低い値でした。

ゲノム解析では、BJ1は約397万塩基対の環状の染色体を1本もち、4,154個のたんぱく質の遺伝子が予測されました。ゲノム全体の比較から、この株はバチルス・ベレゼンシスと判定されました。生合成遺伝子クラスターは13個見つかり、サーファクチン、フェンギシン、バシラエン、ディフィシディンなど、10種類の抗菌物質を作りうると予測されました。このうちキジャニマイシンとブチロシンに相当するとされた領域は、既知の遺伝子群との類似度がそれぞれ4%と7%と低く、著者らは新しい生合成経路の可能性があるとしています。

この報告が示すこと

研究チームは、BJ1が多くの植物病原性カビに幅広く作用し、トマト灰色かび病に対しては予防的にも治療的にも効果を示したこと、さらにゲノムに多様な抗菌物質を作る遺伝的な能力が備わっていることから、この株を環境に配慮した持続可能な生物防除資材の有望な候補と結論づけています。実験室、葉、温室という異なる条件の試験とゲノム解析を組み合わせた点が、この研究の特徴です。

一方で著者らは、ゲノムから予測した抗菌物質は物質として実際に確認されておらず、どの物質がカビを抑える効果を担っているのかは未解明だとしています。遺伝子をもっていても、実際に物質が作られるかは栄養や培養条件に左右されうるとも述べています。また、今回の植物での評価は温室内で行われたもので、さまざまな環境の圃場で効果が安定するかどうか、ほかの生物や環境への影響といった安全性は、まだ確かめられていません。

原著論文の著者・所属：Yonghua Li（Beijing Key Laboratory of Environment Friendly Management on Fruit Diseases and Pests in North China; Key Laboratory of Environment Friendly Management on Fruit and Vegetable Pests in North China (Co-construction by Ministry and Province), Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Institute of Plant Protection, Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences）、Manawaduge Ayesha Madushani（Beijing Key Laboratory of Environment Friendly Management on Fruit Diseases and Pests in North China; Key Laboratory of Environment Friendly Management on Fruit and Vegetable Pests in North China (Co-construction by Ministry and Province), Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Institute of Plant Protection, Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences; Center of Excellence in Fungal Research, Mae Fah Luang University; School of Science, Mae Fah Luang University）、Mei Liu（Beijing Key Laboratory of Environment Friendly Management on Fruit Diseases and Pests in North China; Key Laboratory of Environment Friendly Management on Fruit and Vegetable Pests in North China (Co-construction by Ministry and Province), Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Institute of Plant Protection, Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences）、Chenfang Wang（Beijing Key Laboratory of Environment Friendly Management on Fruit Diseases and Pests in North China; Key Laboratory of Environment Friendly Management on Fruit and Vegetable Pests in North China (Co-construction by Ministry and Province), Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Institute of Plant Protection, Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences）、Hui Wang（Beijing Key Laboratory of Environment Friendly Management on Fruit Diseases and Pests in North China; Key Laboratory of Environment Friendly Management on Fruit and Vegetable Pests in North China (Co-construction by Ministry and Province), Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Institute of Plant Protection, Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences）、Xinghong Li（Beijing Key Laboratory of Environment Friendly Management on Fruit Diseases and Pests in North China; Key Laboratory of Environment Friendly Management on Fruit and Vegetable Pests in North China (Co-construction by Ministry and Province), Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Institute of Plant Protection, Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences）、Kevin David Hyde（Center of Excellence in Fungal Research, Mae Fah Luang University; School of Science, Mae Fah Luang University）、Wei Zhang（Beijing Key Laboratory of Environment Friendly Management on Fruit Diseases and Pests in North China; Key Laboratory of Environment Friendly Management on Fruit and Vegetable Pests in North China (Co-construction by Ministry and Province), Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Institute of Plant Protection, Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences）、Jiye Yan（Beijing Key Laboratory of Environment Friendly Management on Fruit Diseases and Pests in North China; Key Laboratory of Environment Friendly Management on Fruit and Vegetable Pests in North China (Co-construction by Ministry and Province), Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Institute of Plant Protection, Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences）

※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）：Yonghua Li, Manawaduge Ayesha Madushani, Mei Liu, et al. Integrated assays with in silico analyses indicated the biocontrol potential of Bacillus velezensis BJ1 against fungal phytopathogens. Microbiology Spectrum（出版社：American Society for Microbiology） 2026-10-14. DOI: 10.1128/spectrum.00944-26. 原著ライセンス：CC BY.