植物病理学および微生物学ジャーナル

概要

Pythium ultimumに対する根の抵抗性が対照的なリンゴ台木遺伝資源のエリートパネルの特定

Yanmin Zhu、Jingxian Zhao、Zhe Zhou

土壌媒介性病原体複合体によって引き起こされるリンゴ連作障害（ARD）は、連作地に経済的に持続可能なリンゴ園を確立する上で大きな障害となっている。主な防除方法は、果樹園の土壌を植える前に化学燻蒸することであるが、これは費用がかかり、環境および規制上の懸念を伴う。ARD管理における宿主抵抗性を最大限に活用するには、リンゴの根におけるARD病原体感染に対する高品質の抵抗性表現型が、根本的な抵抗性メカニズムの解明に必要である。本研究では、Pythium ultimum感染に対する根の抵抗性反応を、「オタワ3」×「ロブスタ5」（O3R5）F1子孫間で体系的に評価した。組織培養に基づくミクロ増殖を用いて、反復感染アッセイ用に遺伝的に定義され、年齢が同等のリンゴ植物を生成した。植物の生存率は広範囲に及び、感受性遺伝子型では30％未満、抵抗性遺伝子型では80％以上であった。生き残った植物の根とシュートのバイオマス減少レベルは、最も耐性のある遺伝子型と最も感受性のある遺伝子型の間で大幅に異なっていました。連続顕微鏡観察用の新しいガラスボックスポットを使用して、耐性と感受性の遺伝子型の間で感染した根に沿って対照的な壊死パターンが実証されました。感受性の遺伝子型では、24 時間以内に根系全体で迅速な壊死が起こりました。対照的に、耐性の遺伝子型では明らかに阻止された根の壊死が観察されました。抵抗性の遺伝子型の感染した根には、健康な根組織と壊死した根組織を分ける明確な境界が伴うことが多く、一方、感受性の遺伝子型の感染した根では、P. ultimum 菌糸の旺盛な成長が特に関連していました。この研究の結果は、土壌伝染病原体による攻撃を受けたリンゴの根における遺伝子型特異的な抵抗反応を定義するために行われた初めての包括的かつ詳細な取り組みを表しています。