著者の所属・活動拠点の国は、中国です。

掲載誌：Microorganisms

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

研究の目的

ブドウの白腐病は、カビの一種コニエラ・ディプロディエラ（Coniella diplodiella）が引き起こす病気です。高温多湿の条件で広がりやすく、実が色づき始めてから熟すまでの時期に特に感染しやすいとされます。論文によると、発生した年には収量が10〜20%ほど減ることが多く、感染した実に残るカビ毒がワインや加工品の品質も損なうといいます。

研究チームは、セリ科の植物ジャショウ（Cnidium monnieri）の種子から得た放線菌の一種、ストレプトマイセス（Streptomyces）属の菌株YTU-S40に着目しました。この菌株がどの種にあたるかを特定し、白腐病菌をどの程度抑えるか、収穫後のブドウで病気を防げるか、そしてどのような物質を作っている可能性があるかを明らかにすることを目指しました。ストレプトマイセス属は、カビや細菌の増殖を抑える多様な物質を作ることで知られる微生物のグループです。

何を、どのように調べたか

研究チームは、表面を消毒した健康なジャショウの種子50粒をすりつぶし、培地に広げて菌を分離しました。この植物の根・茎・葉・種子からは、それぞれ26株、0株、11株、9株のストレプトマイセス属の菌が得られ、その中から種子由来のYTU-S40を調べました。

まず、同じ培地の上にYTU-S40と白腐病菌を置いて育てる「対峙培養」を行い、YTU-S40を置かない場合と比べて病原菌の広がりがどれだけ抑えられるかを測りました。電子顕微鏡で病原菌の菌糸や胞子の形も観察しました。白腐病菌以外の植物病原菌10種についても同じ方法で効果を調べました。

菌株の種の特定には、形や性質の観察に加え、遺伝子配列とゲノム全体の比較を用いました。ゲノムを解読して、抗菌物質などを作るための遺伝子のまとまり（生合成遺伝子クラスター）を予測しました。

さらに、YTU-S40の培養液から菌体を除いたろ液と、培養液から酢酸エチルという溶媒で抽出した成分を、濃度を変えて培地に混ぜ、病原菌の生育を比べました。収穫後のブドウを使った試験では、抽出成分で処理した実と対照群の実に白腐病菌を接種し、発病した実の割合と病斑の大きさを比べました。各処理はブドウ18粒の組を3つ用意し、試験全体を3回繰り返しています。最後に、抽出成分に含まれる物質を、質量分析という方法で網羅的に調べました。

主な報告結果

収穫後のブドウでの試験では、接種3日後に発病した実の割合が、対照群では94.4%だったのに対し、YTU-S40の抽出成分で処理した実では1.9%でした。処理した実の病斑の直径は0.1cmで、対照群の6.8%にとどまりました。

培地上の対峙培養では、4日後の白腐病菌のコロニーの直径が、YTU-S40なしでは89.0mm、YTU-S40ありでは26.5mmで、生育阻害率は最大76.2%でした。電子顕微鏡では、YTU-S40と培養した病原菌の菌糸の表面が荒れて一部がちぎれ、胞子も変形してしわやくぼみが生じていました。

ろ液は、混ぜる割合が高いほど病原菌の生育を強く抑え、培地の16%（体積比）でほぼ完全に生育を止めました。酢酸エチル抽出成分は、0.25%、0.5%、1%、1.5%を加えたとき、阻害率がそれぞれ19.9%、41.1%、76.4%、100%でした。

白腐病菌以外の10種の植物病原菌に対しても、阻害率は41.7%から89.3%の範囲で効果が見られました。ゲノム比較では、既知の種ストレプトマイセス・シュードグリセオルス（S. pseudogriseolus）との一致度を示す値が種を区別する基準を上回り、YTU-S40はこの種と特定されました。

ゲノムには、二次代謝物を作る遺伝子クラスターが21個予測されました。このうち7個は、抗菌物質アンチマイシンや、エクトインなどを作る既知のクラスターと100%の類似性を示しました。一方、既知のものとの類似性が30%未満のクラスターも4個あり、研究チームはこれまで報告されていない物質を作る可能性を指摘しています。抽出成分の分析では、ゲノムから予測されたアンチマイシンやエクトインが実際に検出されたほか、抗カビ作用が報告されているクマリン類などや、インドール-3-酪酸、ジベレリンA3といった植物の成長を調節するホルモン類も検出されました。

この報告が示すこと

研究チームは、YTU-S40が白腐病菌に強い抑制作用を持ち、培養中に作られる成分が収穫後のブドウの白腐病を防いだことから、この菌株を白腐病対策に有望な微生物資源と位置づけています。植物ホルモン類が検出されたことから、病原菌を抑えるだけでなく植物の成長を促す働きも持つ可能性があると述べ、ブドウ園で化学農薬への依存を減らす手段になりうると考えています。ただし、成長を促す働きは、紹介した範囲では検出された物質からの推測にとどまります。また、ブドウでの試験に使ったのは菌そのものではなく、培養液からの抽出成分です。

研究チームは限界も挙げています。効果は収穫後の切り離したブドウの実で確かめたもので、畑の複雑な環境で効果が安定するか、ブドウ園の他の微生物にどう影響するかはまだ評価していません。有効成分が紫外線や酸化などで分解されやすい可能性もあり、安定性の確認が必要だとしています。また、ゲノム解読は短い配列を読む方法だけで行ったため、複雑な遺伝子クラスターの全体像は完全には再現できていない可能性があるとしています。

原著論文の著者・所属：Liyang Chu（Yantai Key Laboratory of Characteristic Agricultural Bioresource Conservation & Germplasm Innovative Utilization, College of Life Sciences, Yantai University, Yantai 264005, China）、Zeliang Guo（Yantai Key Laboratory of Characteristic Agricultural Bioresource Conservation & Germplasm Innovative Utilization, College of Life Sciences, Yantai University, Yantai 264005, China）、Cuiyao Zhang（Yantai Key Laboratory of Characteristic Agricultural Bioresource Conservation & Germplasm Innovative Utilization, College of Life Sciences, Yantai University, Yantai 264005, China）、Zheng Zhang（Yantai Key Laboratory of Characteristic Agricultural Bioresource Conservation & Germplasm Innovative Utilization, College of Life Sciences, Yantai University, Yantai 264005, China）、Lele Sun（Yantai Key Laboratory of Characteristic Agricultural Bioresource Conservation & Germplasm Innovative Utilization, College of Life Sciences, Yantai University, Yantai 264005, China）、Dongdong Meng（Yantai Key Laboratory of Characteristic Agricultural Bioresource Conservation & Germplasm Innovative Utilization, College of Life Sciences, Yantai University, Yantai 264005, China）、Yilin Luan（School of Food and Biological Engineering, Yantai Institute of Technology, Yantai 264003, China）、Juanjuan Liu（Yantai Key Laboratory of Characteristic Agricultural Bioresource Conservation & Germplasm Innovative Utilization, College of Life Sciences, Yantai University, Yantai 264005, 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）：Liyang Chu, Zeliang Guo, Cuiyao Zhang, et al. Biocontrol Efficacy of a Seed-Derived Streptomyces pseudogriseolus YTU-S40 Against White Rot in Postharvest Grapes. Microorganisms（出版社：Multidisciplinary Digital Publishing Institute） 2026-08-14. DOI: 10.3390/microorganisms14081796. 原著ライセンス：CC BY.