リン栄養と感染をつなぐ仕組みに着目
東大、奈良先端大、JSTの12日付共同発表は、11日米国東部時間付でCell Reportsに掲載された研究を紹介した。対象は植物に感染する糸状菌で、糸状菌とは糸のような菌糸を伸ばす菌のことだ。研究は感染だけでなく菌自身の栄養への適応を調べ、リンが足りるかどうかで感染に関わる分子の働きが変わることを示した。発表日と実験を実施した日は同一ではない。
温度で異なる性質を示す菌株から探索
研究対象のCt3株は、無菌の実験条件で、22度ではシロイヌナズナの成長を妨げ、26度では促す性質を示すという。研究班は働いている遺伝子を調べ、低温側で誘導される候補からNFC1を見いだした。この遺伝子を壊すと、リンが十分な条件で根の菌体量が減り、正常な遺伝子を戻すと回復した。単に温度と成長の相関を見ただけでなく、遺伝子の操作で関与を調べた点が重要だ。
植物の体内時計と菌の栄養応答
NFC1は菌が外へ分泌するたんぱく質に関わり、植物の概日リズムを乱した。概日リズムは約24時間周期の活動で、防御などにも関係する。一方、リンが不足するとCtPHO4を介してNFC1の発現が抑えられた。CtPHO4を欠く菌はリン不足で成長も制限され、研究班は感染と自身の成長を結ぶ調節系と考えている。栄養不足なら全ての菌が同じ反応をするという結論ではない。
農地での効果はこれから確かめる段階
研究班は将来、病原性を抑えて共生能力を引き出す戦略につながると期待する。ただし、今回の資料は特定の菌株とモデル植物の基礎実験で、土壌の多様な微生物や作物収量への効果を実証した報告ではない。大学とJSTは同じ共同発表の掲載先で、独立した追試二件とは数えない。次の確認点は、他の菌と植物でも仕組みが成り立つか、野外条件でどのような影響が出るかだ。