Research on biological control of plant diseases: Present state and perspective

Abstract

Research on biological control of plant diseases: Present state and perspective 生物防除研究とは「生物を用いて病 原菌の感染密度または病気を引き起こ す活性を減少させること」を目指した ものである （Baker and Cook, 1974） ． 特 に， 「フィールドでみられる生物防除 の現象を取り入れ，解析し，その機構 を生産現場へ応用する」研究に主眼が 置かれている．生物防除剤（微生物農薬）を用いるメリット には，①農薬使用回数にカウントされない，②薬剤耐性菌， 耐性虫が発生しにくい，③対難防除病害の突破口となるなど があるが，これらは 2006 年の食品衛生法改正に伴う農薬総 使用回数の規定，薬剤耐性菌・耐性虫の発生，および土壌病 害などの難防除病害対策，といった現在直面している課題を 解決する役割を担っている． 日本で農薬登録された微生物農薬は 2010 年段階で 26 剤あ るが，その内訳は，細菌製剤が 15 剤，糸状菌製剤が 10 剤， ウイルス製剤が 1 剤となっている．細菌では Bacillus や Pseudomonas，糸状菌では Trichoderma や Talaromyces，ウイ ルスでは弱毒ウイルスが主に用いられている．これら微生物 農薬は，ほとんどがここ 10 年の内に開発されてきている． 害虫を対象とした天敵製剤と病害を対象にした微生物防 除剤の，日本における 1997 年から 2006 年の売り上げを比較 すると，天敵製剤は 3 倍に伸びているが，微生物防除剤は 15 倍にまで伸びており，微生物防除剤の利用が近年急速に広 まっていることが分かる． 生物防除研究は，基礎研究として①生物防除エージェント （biological control agent: BCA）の探索，② BCA の活性増強・ 安定化，および③防除機構の解析，があり，応用研究として ①製剤技術の開発や②防除体系の確立，があるなど，研究の 宝庫である． 微生物を利用した防除戦略には，①生物防除エージェント となる特定の有用微生物を分離・同定しそれを単独で人為的 に導入する方法と，②集団としての理想的な有用微生物群集 を作り出す環境条件を整える方法，の大きく 2 つがある．そ れらは，いずれも単独あるいは集団で，病原菌を直接的に防 除したり，あるいは間接的に植物に抵抗性を誘導したりする 戦略である． ここでは，①植物プロバイオティクスの利用，②発病抑止 機構解明の足がかりとなるメタゲノム解析，および③次世代 の全身獲得抵抗性（transgenerational systemic acquired resistance: transgenerational SAR） ，の 3 つのトピック，中でも① の植物プロバイオティクスの利用を中心に取り上げて，生物 防除研究の現状と展望を紹介したい． 1．植物プロバイオティクスの利用 最近，プロバイオティクスという言葉がよく使われてい る．この言葉は，主に人間や動物が摂取することで健康を促 進させる微生物に対して使われている．同じような意味合い で，植物プロバイオティクスという言葉が使われ始めてい る．これは，植物の生育を促進するとともに病気を防ぐ植物 に内生性の有用微生物に対して使われている．植物に内生す る有用微生物は，優占して植物体に定着できるため，高い競 合・拮抗能を持っており，また，植物との高い親和性により， 効果の持続性・安定性が期待されている． 植物との親和性が高い微生物が持つ能力には，例えば，① 葉のワックス面への定着能や，②根毛でのバイオフィルム形 成能があり，これらは紫外線・雨・温度などに対する環境ス トレス耐性や，毒素耐性や毒素分解能，免疫応答の制御能な ど，有害生物によりもたらされる各種のストレス耐性を，植 物に付与する． 植物との親和性が高く，植物プロバイオティクスとして用 いられる微生物としては，植物生育促進菌類（plant growth † 平成 25 年 3 月 27 日 平成 25 年度大会で行われた会長講演の要旨の和文版