プレスリリース
(研究成果)ウイロイドへの感染が作物の難防除病害「根頭がんしゅ病」の発病を抑制することを発見

根頭がんしゅ病は、病原細菌(Allorhizobium vitis(別名Rhizobium vitis)=根頭がんしゅ病菌)が植物の根や茎に「がんしゅ」と呼ばれるこぶを形成させる、土壌伝染性の病害です。特に果樹(ブドウ、リンゴ、モモ、ナシなど)、花き(バラ、キクなど)、野菜(トマト等)で被害が大きく、植物の生育不良や枯死を引き起こします。本病は多くの植物で発生しますが、特に世界中のブドウ生産国で深刻な問題となっています。

一度がんしゅを形成した植物は、菌を除去しても腫瘍の成長が続き、最終的に枯死するため、発病後に治療可能な農薬はありません。また、根頭がんしゅ病菌は土壌中で宿主がなくしても長期間生存でき、改植した作物にも侵入して再びがんしゅを引き起こします。

こうした状況の中、根頭がんしゅ病菌 とウイロイドとの相互作用の研究を進める中で、ウイロイドががんしゅ病の発病を抑制する可能性を発見しました。本研究では「ウイロイド」を"植物ワクチン"として活用するという新しい発想により根頭がんしゅ病の技術対策の開発を目指しています。

ウイロイドは一本鎖の環状RNAのみで構成される感染性RNA分子で、ウイルスよりも小さく、タンパク質を持たない単純な構造をしています。ウイロイドは、植物同士の機械的な接触や、栽培管理作業などによる傷口から侵入し、植物間で伝染します。感染した植物の細胞内で複製され、全身に広がることが特徴です。

ウイロイドにはさまざまな種類があり、一部(ジャガイモやせいもウイロイド³⁾(Pospiviroid fusituberis)など)は、トマトやジャガイモが感染すると激しい症状を引き起こしますが、植物が感染しても症状が現れないウイロイド種も多く存在しています。ウイロイドによる発病の有無は、ウイロイドのRNAの特性と宿主植物の遺伝子との組み合わせによって決まると考えられています。

我々は、植物における病原体同士の相互作用に着目し、ウイロイドに感染した植物に他の病原体が侵入した場合に、どのような反応が起こるかを研究してきました。その結果、ウイロイドに感染した植物では、根頭がんしゅ病菌を接種してもがんしゅの形成が見られないことを発見しました。そこで本研究では、あらかじめ植物体をウイロイドに感染させておくことで、根頭がんしゅ病菌による発病が抑制される効果を明らかにすることを目指しました。

根頭がんしゅ病は国内外における深刻な病害であり、一度発病すると長期的な被害をもたらす重要な課題です。本成果では、植物をウイロイドに感染させることで、根頭がんしゅ病菌による発病を抑制できることを明らかにしました。この成果は、ウイロイドを植物ワクチンとして活用し、根頭がんしゅ病の新たな防除法につながる可能性を示しています。

今後は、病原性を持たない安全なウイロイドの探索や評価を行い、ウイロイドを植物ワクチンとして実用化することを目指します。将来的には本技術を広く展開し、農薬使用の削減による環境負荷低減につなげ、持続可能な農業の実現に貢献したいと考えています。

また、本成果は、農業における微生物間の界を超えた相互作用が存在することを初めて示したものです。従来は病原体と考えられていたウイロイドが、根頭がんしゅ病のような細菌性病害を調節する未知の役割を持つ可能性が示唆されました。今後は、ウイロイドが根頭がんしゅ病の抑制にとどまらず、有益な根圏細菌や菌根菌との植物-微生物相互作用を調節できるかどうかについても、研究を進めていく予定です。