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トリコデルマ・ヴィリディスは、トマトで揮発性有機化合物の生産を誘導して灰色かびに抵抗する
作成日 2024.06.25
トリコデルマ・ヴィリディスは、トマトで揮発性有機化合物の生産を誘導し、灰色かびに抵抗するよう促します。
Botrytis cinerea（Botrytis cinerea）は、空気中を浮遊する植物病原性の菌類であり、200以上の作物宿主に感染することができます。世界で最も重要な植物真菌病原体のトップ10にランクインし、第2位に位置しています。Trichoderma trichodermaは、土壌中に生息する繊維状の菌類であり、一部は植物と有益な関係を築き、植物の成長促進、非生物的ストレスからの保護、さまざまな病原体に対する宿主の抵抗力向上に重要な役割を果たします。一部のトリコデルマ株は、栄養と植物の植生空間を競い合い、病原菌の菌糸成長と胞子発芽を抑制し、抗真菌代謝物、加水分解酵素、揮発性有機化合物の活性を生産することにより、Botrytis botrytisの感染と植生を抑制します。トリコデルマトリコデルマによって生産されるピランオン、オレブテノラクトン、抗菌ペプチドなどの二次代謝物も、B. cinereaの増殖を抑制する重要な役割を果たします。ただし、トリコデルマによって誘導されるB. cinereaへの防御応答と抵抗力は完全に理解されていません。近年、植物がBotris cinereaの侵害に対応して生産および放出する揮発性有機化合物（VOCs）の役割が、病気の予防と制御においてより注目されています。植物VOCsは、植物を病原体から保護する重要な役割を果たすことが知られていますが、トリコデルマによるさまざまな病原体、ボビスグリセウスを含む抵抗力における役割は比較的不明瞭です。このため、研究者は、T. virensで処理されたトマト植物の揮発性物質の代謝変化と灰色かび病に対する抵抗力との関係を調査しました。
T. virens TRS 106は、灰色かびの生物防除剤として、トマトのPerkozおよびRemiz品種の病気指数を有意に低減できることがわかりました。この研究では、トマトの葉におけるボトリティス・シネレア（Bc）の病状を、Bcのみを接種したものとBc + TRSを同時に接種したものと比較しました。48時間以内に、ボトリティス・シネレアは植物に感染し始めました。72時間後、Remiz植物の感染部位はPerkoz植物よりも大きくなりました。Bc植物と比較して、Bc + TRS処理された植物の葉の病状は緩和され、病気指数が有意に低下しました。さらなる分析により、T. virens TRS 106で処理された植物は、芳香族および緑色揮発性有機化合物（サリチレートおよびヘキサノール誘導体を含む）の放出を有意に増加させ、B. cinereaに対する有意な防御効果があることが明らかになりました。GCxGC TOF-MS法を使用してトマト植物の先端を決定しましたが、トマトの葉は、主に6つのカテゴリに分かれた、アノテーションおよび推定アノテーションを含む100種類の揮発性有機化合物を放出できることがわかりました。特に注目すべきは、2-ヘキセナール、（2E,4E）-2,4-ヘキサジエナール、2-ヘキセン-1-オール、3,6,6-トリメチル-2-シクロヘキセン-1-オン、1-オクテン-3-オール、1,5-オクテン-3-オール、2-オクテナール、オクテナール、2-ペンテン-1-オール、（Z）-6-ノネナール、プロペノール、アセトフェノン；2-ヒドロキシアセトフェノン、β-ティーツリー、β-ローレン、2-カレン、デルタ-オリーブ、カリオフィレンなどがあります。β-イオニックケトン、2-メチルテトラヒドロフラン、2-エチルおよび2-アミルフラン、エチル、ブチルおよびヘキシルアセテートなどの物質は、トリコデルマで処理されたPerkoz、Remiz、または両方の植物で、有意に増加した放出または誘導後にのみ検出される可能性があり、植物の病気耐性と関連しているかもしれません。
揮発性有機化合物（VOC）は、植物の葉、花、果実、根から放出され、植物と微生物の間のコミュニケーションに重要な役割を果たしています。微生物のVOCは、アルコール、カルボニル化合物、炭化水素、芳香族化合物、硫黄および窒素含有化合物など、幅広い化学クラスに属し、高い構造の変動性を持っています。さまざまな揮発性有機化合物が植物病原体の成長と発達を抑制し、植物の防御システムの活性化を誘導し、植物の成長と発達を促進することができるため、植物には大きな利益があり、農業への応用にも大きなメリットがあります。
図1 トリコデルマは灰色かび病指数を有意に低下させました。
図2 異なる処理間の揮発性有機化合物の違い
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