著者の所属・活動拠点の国は、カナダです。

掲載誌：Applied and Environmental Microbiology

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

研究の目的

トマトかいよう病は、クラビバクター・ミシガネンシス（以下Cm）という細菌が引き起こす病気です。著者らによれば、世界で最も被害の大きい植物病害の一つとされ、検疫対象の病原体にも指定されています。生産者に大きな経済的損失をもたらしていますが、この病気専用の生物由来の防除資材として市販されているのは1製品だけだといいます。

研究チームが注目したのは、植物の根の周りなどにすみ、植物の生育を助ける細菌です。こうした細菌には、病原体を抑える働きを持つものもあります。ただし、細菌の働きは気候条件によって変わることがあり、地域に適応した菌株のほうが畑でよい成績を示すとされます。一方で、北米で分離された細菌でかいよう病に効くものはこれまで報告されていませんでした。そこで研究チームは、カナダと米国で分離した細菌の中から、トマトの生育を促す働きと、Cmを抑える働きを併せ持つ菌株を見つけ出すことを目指しました。

何を、どのように調べたか

材料は、研究室が保有する細菌のコレクションです。これらの細菌は2011〜2016年に、カナダのケベック州と米国のフロリダ州・ニューヨーク州で集められました。採取元は、リンゴやナシの果樹園、トマト、ピーマン、イチゴなどの畑の土や葉、果実などです。

調査は段階的に進められました。最初に500株を超える候補を培地上で試しました。Cmを一面に生やした培地に候補の細菌を置き、その周りでCmが育たない範囲（阻止円）の面積を測りました。Cmを抑える働きを示した株については、次に植物の生育を助ける性質を調べました。調べた性質は、鉄を取り込む物質（シデロフォア）や植物ホルモンの一種であるオーキシン（IAA）を作る力、土の中で植物が使いにくいリンやカリウムを使える形に変える力などです。

次に、有望な32株を実際のトマトで試しました。品種は「Trust」と「Heinz 2206」の2つです。土は、市販の園芸用培土（PROMIX）だけのものと、培土7に砂3を混ぜた養分の少ないものの2種類を用意しました。植物は人工気象室で育て、肥料は与えていません。細菌の液は株元の土に2回注ぎ、その後に根と地上部の重さ（生の重さと乾燥後の重さ）を量りました。実験は独立に2回繰り返しました。

病気を抑える効果を調べる試験では、品種Trustを使い、1つの処理につき5株を育てました。候補の細菌は、本葉が出始めた時期、Cmの接種3日前、接種2日後の計3回、土に与えました。Cmは株元を針で傷つけたうえで、その周りの土に注いで接種しました。接種から28日後、葉の黄化やしおれの程度を0〜4の5段階で評価しました。この点数を0〜1の範囲に換算した「病気の重さ（重症度）」で比べています。

最後に、選ばれた3株の全ゲノム（遺伝情報の全体）を解読しました。既知の種とどれだけ似ているかを調べて分類上の位置を確かめ、生育促進や抗菌物質づくりに関わりそうな遺伝子を探しました。

主な報告結果

培地上の試験では、500株以上のうち約250株がCmの増殖を抑えました。阻止円の面積は103.8〜881.4平方ミリメートルでした。このうち32株は、植物の生育を助ける性質も示しました。

トマトでの試験を繰り返した結果、安定して根や地上部の生育を高めた株は3つに絞られました。シュードモナス・マルギナリス（広い意味での同種）に属する2株、IRDA16（2015年にケベックのリンゴの葉から分離）とSO16PC（2016年にケベックのトマトの葉から分離）です。もう1株は、パントエア・アグロメランスのSO16PY（2016年にケベックのトマトの葉から分離）です。

3株の効果は条件によって異なりました。SO16PYは、砂を混ぜた養分の少ない土で、両品種の根と地上部の重さ（生・乾燥とも）を増やしました。培土だけの土では、Heinz 2206の生の重さを増やすにとどまりました。マルギナリスの2株は、培土だけの土でTrustの根と地上部の重さを増やしました。SO16PCは養分の少ない土でも、両品種の地上部の重さを増やしました。3株の阻止円は、IRDA16が572.5、SO16PCが551.5、SO16PYが881.4平方ミリメートルで、SO16PYは全候補の中で最大でした。

病気を抑える試験では、Cmを接種したトマトはどの処理でもすべて発病しました。ただし、発病の時期と重さには差がありました。Cmだけを接種した株では、接種後11〜13日で最初の症状が出ました。マルギナリスの2株を与えた株では15〜17日、SO16PYを与えた株では18〜20日でした。28日後の重症度は、Cmだけの株が85%でした。これに対し、IRDA16を与えた株は67.5%、SO16PCは57.5%、SO16PYは45%でした。SO16PYを与えた株では、多くの葉の縁が黄色くなったものの、目立つしおれは1本の枝に限られました。

ゲノム解析では、SO16PYがパントエア・アグロメランスの基準株とよく一致することが確かめられました。一方、IRDA16とSO16PCは、マルギナリスとされる他地域の植物由来の2株（コムギとテンサイの根の周りから分離）とまとまりをつくりました。これらは、病原性を持つ従来の系統から分かれていました。基準株と比べた数値は、種を分ける目安のほぼ境界にありました。研究チームはこのまとまりを、植物と共生する性質を持つ別の系統と位置づけています。

遺伝子の面では、3株ともリンを溶かす働きに関わる遺伝子を持っていました。SO16PYはオーキシンを作る経路の遺伝子を備えていました。マルギナリスの2株はこの経路の遺伝子を一部しか持たず、培地上でもオーキシンを作りませんでした。抗菌物質などを作る遺伝子群も見つかりました。SO16PYでは鉄を取り込む物質やフェナジン類の遺伝子、マルギナリスの2株では界面活性物質のビスコシンなどの遺伝子です。マルギナリスの2株が持つこれらの遺伝子群は、病原性の基準株には見られませんでした。

この報告が示すこと

研究チームは、生育を促す働きと病気を抑える働きの両方を持つ菌株を、北米の分離株から見いだせたと結論づけています。特にSO16PYは、養分の少ない土での生育促進と、かいよう病の発症を遅らせ、しおれを軽くする効果の両面から、有望な候補とされました。マルギナリスの2株は効果がより控えめでした。そのため著者らは、単独で使うよりも、他の手段と組み合わせた防除の一部として役立つ可能性があると述べています。

また、培地上で強い働きを示した多数の候補のうち、実際の植物で安定した効果を示したのはわずかでした。著者らはこの点から、土や植物との複雑な相互作用を考えると、植物を使った確認が欠かせないと指摘しています。一方で、Cmを抑えている具体的な物質や仕組みは、ゲノム解析で候補が挙がった段階にとどまります。実験による確認はまだ行われていないことも、研究チームは明記しています。

原著論文の著者・所属：Nasim Sedighian（Centre Armand-Frappier Santé Biotechnologie, Institut National de la Recherche Scientifique (INRS)）、Marie-Christine Groleau（Centre Armand-Frappier Santé Biotechnologie, Institut National de la Recherche Scientifique (INRS)）、Eric Déziel（Centre Armand-Frappier Santé Biotechnologie, Institut National de la Recherche Scientifique (INRS)）

※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）：Nasim Sedighian, Marie-Christine Groleau, Eric Déziel. Identification of beneficial bacterial strains for tomato growth promotion and biocontrol of bacterial canker caused by Clavibacter michiganensis. Applied and Environmental Microbiology（出版社：American Society for Microbiology） 2026-09-02. DOI: 10.1128/aem.01087-26. 原著ライセンス：CC BY.