ファージ耐性化したイネ白葉枯病菌を溶菌できる宿主域変異ファージ

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要約

OP1ファージに耐性化したイネ白葉枯病菌を溶菌できる宿主域変異ファージは、尾部繊維遺伝子の特定領域が重複している。この宿主域変異ファージをOP1感受性菌に感染させると、OP1耐性菌への感染性と遺伝子の重複を同時に失った娘ファージが出現する。

  • キーワード:イネ、白葉枯病、バクテリオファージ、ゲノム解析
  • 担当:中央農研・病害防除部・細菌病害研究室
  • 連絡先:電話029-838-8931、電子メールyasinoue@affrc.go.jp
  • 区分:共通基盤・病害虫(病害)、関東東海北陸農業・関東東海・病害虫(病害)
  • 分類:科学・参考

背景・ねらい

バクテリオファージ(以下ファージ)は厳密な宿主特異性をもっていることから、これを利用すれば、生物生態系を攪乱せずに植物細菌 病を防除する技術の開発が期待できる。しかし、ファージ耐性菌の出現が実用化の最大の障害となっている。一方で、ファージ耐性菌に対して溶菌活性を示す変 異ファージ(宿主域変異体)も出現することが知られており、変異ファージを上手く利用すれば、ファージ耐性菌の出現と蔓延を回避できる。そこで、耐性菌に 有効な変異ファージの作出を目的として、宿主特異性に関係する遺伝子とその変異様態を明らかにする。

成果の内容・特徴

  • イネ白葉枯病菌のOP1ファージ感受性菌H5809株(以下OP1感受性菌)から培養変異によって生じるファージ耐性菌(以下OP1耐性菌)は、そのほとんどが4つの野生型ファージのすべてに耐性となる(表1)
  • OP1およびOP1h2から培養変異によって作出した、OP1耐性菌に感染できる宿主域変異ファージ(OP1hCおよびOP1h2C)は、4つの野生型ファージに耐性のイネ白葉枯病菌N5874株を溶菌できる(表1)。
  • 宿主域変異ファージの尾部繊維をコードする遺伝子では、遺伝子内の特定領域が重複しており、野生型ファージと異なっている(図1)。
  • 宿主域変異ファージをOP1感受性菌に感染させて生じる娘ファージの中には、OP1耐性菌への感染性を失ったものが出現し、これらでは同時に遺伝子の重複も失っている(図1)。

成果の活用面・留意点

  • 野生型および宿主域変異ファージの尾部繊維遺伝子の配列情報は、DNA Data Bank of Japan (DDBJ)上に公開されている(Acc. No. AB214312-AB214316)。
  • 宿主域変異ファージはファージ耐性菌を溶菌するが、耐性菌に感染できない復帰変異株が出現しやすいため、実際の防除に利用するには感染性を維持する工夫が必要である。
  • OP1hCおよびOP1h2Cに溶菌されないファージ耐性菌も存在する。

具体的データ

表1. イネ白葉枯病菌に対するファージの感染性

 

図1. ファージの尾部繊維遺伝子の変異様態の模式図

 

その他

  • 研究課題名:イネ白葉枯病をモデルとした植物病原細菌-ファージ間相互作用の解明
  • 課題ID:03-07-01-*-18-05
  • 予算区分:交付金
  • 研究期間:2003∼2005年度
  • 研究担当者:井上康宏、畔上耕児、松浦貴之、小原達二、津下誠治(京都府大)、落合弘和(生物研)、加来久敏(生物研)
  • 発表論文等:Inoue et al. (2006) J. Gen. Plant. Pathol. 72(2):111-118.