著者の所属・活動拠点の国は、韓国です。

掲載誌：Biology

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

研究の目的

トリコデルマ属のカビは、植物の病原菌を抑える生物農薬として使われる一方、キノコ栽培では「緑かび病」の主な原因になります。トリコデルマ・ハルジアナム（Trichoderma harzianum）を含むいくつかの種が、マッシュルームやヒラタケの生産で被害を起こすと報告されています。

キノコ栽培では、収量や品質を調整するためにLEDなどの人工光が使われるようになっています。著者らは、こうした光の環境がキノコだけでなく、トリコデルマのような病原カビの生育や胞子づくりにも影響しうると考えました。カビにとって青い光は、菌糸の伸びを抑えたり胞子形成を促したりする信号として知られています。しかし、T. harzianumで青い光による生育や形の変化の裏に、どの遺伝子の働きの変化があるのかは分かっていませんでした。研究チームは、青色LEDを当てたときのこのカビの形の変化と、それに伴う遺伝子の働き方の変化を明らかにしようとしました。

何を、どのように調べたか

研究には、韓国の微生物保存機関から入手したT. harzianumの菌株（KCCM 60289）を用いました。まず遺伝子配列を調べ、この菌株が確かにT. harzianumの仲間に入ることを確認しています。

菌株は、ジャガイモの煮汁と糖を含む寒天培地で、25℃で5日間育てました。青色LEDを培養期間中ずっと当て続ける条件と、暗闇に置く条件を比べました。生育の指標として、菌が円形に広がった部分（コロニー）の直径を測り、光の条件と培養日数の関係を統計的に分析しました。あわせて、胞子づくりに関わる見た目の変化も観察しました。

遺伝子の働きを調べるため、研究チームは5日目の菌からRNA（遺伝子が働くときに作られる写し）を取り出し、まとめて読み取るRNA-seqという方法で解析しました。比べる元になるゲノム情報を使わずに、読み取った断片をつなぎ合わせて遺伝子の写しを組み立て、暗闇と青色LEDとで量が何倍違うかを比べました。大きく変わった候補遺伝子については、RT-qPCRという別の方法で量の変化を確かめています。

主な報告結果

青色LEDを当てたT. harzianumは、暗闇で育てた場合に比べて菌糸の伸びが抑えられ、胞子づくりが促されました。

遺伝子の働きにも、条件による違いが見られました。量の差がとくに大きかった（2倍の3乗、すなわち8倍以上の増減に当たる基準で選んだ）候補遺伝子12個は、いずれも糖や多糖類を作ったり分解したり変えたりする酵素群（CAZyme）に関わるものでした。これらの酵素群は、カビの細胞壁を作り替える働きにも関わります。12個は増えたものと減ったものに分かれ、一様な変化ではありませんでした。

増えたもののうち、RT-qPCRでも裏づけられたGH16は、T. harzianumで細胞壁の合成や作り替えに関わる酵素として報告されてきた遺伝子です。一方、酸化によって糖を分解する働きに関わるAA3は減っていました。

青色LEDの下で量が減った遺伝子のグループには、糸状に伸びる生育、細胞壁の多糖類（β-グルカン）の合成、脂肪酸の代謝などに関わる機能が多く含まれていました。

さらに、青い光を感じ取る受容体の遺伝子BLR-1とBLR-2、そして光の信号を下流へ伝える働きが知られるENV1は、RNA-seqとRT-qPCRの両方で、青色LEDの下で明らかに増えていました。

この報告が示すこと

著者らは、青色LEDによる菌糸の伸びの抑制と胞子づくりの促進が、遺伝子の写しの量の変化を伴っていたと結論づけています。細胞壁の作り替えや糖の代謝に関わる遺伝子が選択的に増減していたことから、光の条件がこうした働きに結びついている可能性を示しました。光受容体の遺伝子が増えていたことは、これらの変化が青い光を感じ取る仕組みと関係しているという見方を支えるものだとしています。また、栽培施設の光の条件がトリコデルマの生育や分化と関わりうることから、施設環境の管理や汚染リスクの低減を考えるための基礎情報になるとも述べています。

一方で、研究チームは複数の限界を挙げています。調べたのは青色という単一の波長だけで、赤や緑、混合光、自然光などの条件は含みません。遺伝子の解析は5日目の1時点だけなので、光を当てた直後に起こる一時的な変化は捉えていない可能性があります。RNA-seqは各条件で試料を1つにまとめて読み取ったため、統計的に差を確かめる力には限りがありました。さらに、見つかった遺伝子が実際に菌糸の伸びの抑制や胞子づくりの促進を引き起こしているかどうかは、遺伝子の働きを止めたり強めたりする実験では確かめていません。今回示されたのは、形の変化と遺伝子の働きの変化が同時に起きていたという関連であり、因果関係は今後の検証を要するとしています。

原著論文の著者・所属：Dong-Ryeol Yu（Department of Plant Resources, Kongju National University, Yesan 32439, Republic of Korea）、Min Seo Jung（Department of Plant Resources, Kongju National University, Yesan 32439, Republic of Korea）、Youn Jin Park（Department of Plant Resources, Kongju National University, Yesan 32439, Republic of Korea）、Myoung-Jun Jang（Department of Plant Resources, Kongju National University, Yesan 32439, Republic of Korea）

※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）：Dong-Ryeol Yu, Min Seo Jung, Youn Jin Park, et al. Blue LED-Associated Morphological Changes and Gene Expression Responses in Trichoderma harzianum. Biology（出版社：Multidisciplinary Digital Publishing Institute） 2026-08-14. DOI: 10.3390/biology15161390. 原著ライセンス：CC BY.