著者の所属・活動拠点の国は、中国、アメリカ、カナダです。

掲載誌：Horticulture Advances

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

研究の目的

Monilinia属の菌は、モモやスモモなどの核果類、リンゴやナシなどの仁果類に褐色腐敗を起こします。近縁な菌でも、主に見つかる果実の種類は異なります。研究チームは、この宿主との関係が菌の進化やゲノムの違いとどのように結びついているかを調べました。

これまで一部の種ではゲノム情報が不足し、種が分かれる過程でどのような遺伝的変化が起きたのかは十分に分かっていませんでした。そこで著者らは、褐色腐敗に関わる6種を比較し、種の分化や宿主との関係を説明する候補となる遺伝子の違いを探しました。

何を、どのように調べたか

研究チームは、M. fructicola、M. mumecola、M. yunnanensisの3種のゲノムを新たに解読し、M. laxa、M. fructigena、M. polystromaを含む6種を比較しました。共通して1コピーずつ存在する6,251個の遺伝子を使い、種同士の進化的な関係と分岐時期を推定しました。また、既存の文献から各種の分布や宿主の記録を整理しました。

ゲノムの比較では、遺伝子の有無やコピー数、配列の違いを調べました。特に、菌が作る代謝産物の合成に関わると予測される遺伝子群や、細胞の外へ分泌されるタンパク質に着目しました。さらに、分泌タンパク質MfHsbA1をベンサミアナタバコで一時的に作らせ、植物組織に起こる反応も調べました。

主な報告結果

進化の系統樹では、主に核果類から報告されるM. fructicola、M. mumecola、M. laxaの3種が、主に仁果類から報告される残りの3種より早く分岐したと推定されました。著者らは、宿主の傾向と菌の分岐の順序に対応が見られたと報告しています。

この対応は、一部の遺伝子群の有無にも見られました。研究チームがSASMと名付けた、代謝産物の合成に関わると予測される12個の遺伝子のまとまりは、核果類との関係が強い3種では完全な形で見つかりました。一方、仁果類との関係が強い3種では完全なまとまりは見つからず、遺伝子の大部分が欠けていました。M. fructicolaの感染時のデータでは、この遺伝子群は互いに似た発現の動きを示しました。

分泌タンパク質、糖質の合成や分解などに関わる酵素、物質を運ぶ輸送タンパク質については、遺伝子数に種間の目立った違いはありませんでした。ただし、分泌タンパク質は、ほかの2群より配列の変化が大きいと報告されました。

MfHsbA1をベンサミアナタバコで作らせると、組織が壊死したような症状が生じました。しかし、タンパク質を細胞外へ送り出す目印となる部分を取り除くと、その反応は起きませんでした。また、M. fructigenaとM. polystromaの対応する遺伝子には、タンパク質の読み取り枠がずれる変異があり、著者らは、こうした変異が反応を起こす能力を変化・喪失させている可能性を示しました。

この報告が示すこと

著者らは、近縁なMonilinia属菌の宿主との関係を考えるうえで、遺伝子群の有無や特定の分泌タンパク質の配列の違いが手がかりになると結論づけています。ただし、これらは種の分化や宿主の傾向に関連する候補であり、ゲノムの変化が宿主への適応を引き起こしたと直接証明したものではありません。

宿主との関係は既存の文献記録に基づくため、地域による調査の偏りや、菌・植物の移動の影響を受けている可能性があります。また、タバコで見られた反応だけで、果実に対する宿主の違いを説明することはできません。この報告は、菌がどの果実と関わるかという違いを、具体的なゲノム上の特徴と結びつけて捉えるための知見を示しています。

原著論文の著者・所属：Min-Zheng Cai（Hubei Key Laboratory of Plant Pathology, College of Plant Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan, 430070, People’s Republic of China; National Key Laboratory for Germplasm Innovation & Utilization of Horticultural Crops, College of Plant Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan, 430070, People’s Republic of China）、Yuan-Ling Xiao（Hubei Key Laboratory of Plant Pathology, College of Plant Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan, 430070, People’s Republic of China; National Key Laboratory for Germplasm Innovation & Utilization of Horticultural Crops, College of Plant Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan, 430070, People’s Republic of China）、Ming-Ming Zhang（Hubei Key Laboratory of Plant Pathology, College of Plant Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan, 430070, People’s Republic of China; National Key Laboratory for Germplasm Innovation & Utilization of Horticultural Crops, College of Plant Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan, 430070, People’s Republic of China）、Hao Jiang（Agricultural Bioinformatics Key Laboratory of Hubei Province, Hubei Engineering Technology Research Center of Agricultural Big Data, 3D Genomics Research Center, College of Informatics, Huazhong Agricultural University, Wuhan, 430070, People’s Republic of China）、Liang-Fen Yin（The Experimental Teaching Center of Crop Science, College of Plant Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan, 430070, People’s Republic of China）、Wei-Xiao Yin（Hubei Key Laboratory of Plant Pathology, College of Plant Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan, 430070, People’s Republic of China）、Guo-Liang Li（Agricultural Bioinformatics Key Laboratory of Hubei Province, Hubei Engineering Technology Research Center of Agricultural Big Data, 3D Genomics Research Center, College of Informatics, Huazhong Agricultural University, Wuhan, 430070, People’s Republic of China）、Guido Schnabel（Department of Plant and Environmental Sciences, Clemson University, Clemson, SC, 29634-0317, USA）、Tom Hsiang（Environmental Sciences, University of Guelph, Guelph, ON, N1G 2W1, Canada）、Chao-Xi Luo（Hubei Key Laboratory of Plant Pathology, College of Plant Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan, 430070, People’s Republic of China; National Key Laboratory for Germplasm Innovation & Utilization of Horticultural Crops, College of Plant Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan, 430070, People’s Republic of China）

※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）：Min-Zheng Cai, Yuan-Ling Xiao, Ming-Ming Zhang, et al. From stone fruits to pome fruits: genomic analysis revealed the host adaptation and evolution of Monilinia spp.. Horticulture Advances（出版社：Springer Science+Business Media） 2026-10-26. DOI: 10.1007/s44281-026-00127-5. 原著ライセンス：CC BY.