Simple Science

最先端の科学をわかりやすく解説

# 生物学# 微生物学

大麦のバイキン葉ストリークの脅威

大麦は細菌葉斑病のリスクにさらされていて、収穫量や品質に影響を与えてる。

― 1 分で読む


細菌性葉筋病が大麦を脅かし細菌性葉筋病が大麦を脅かしてるスクをもたらす。細菌性葉ストライクは、大麦作物に深刻なリ
目次

大麦は大事な作物で、世界で4番目に生産されてる穀物だよ。この植物は色んな気候でよく育って、厳しい条件にも耐えられるんだ。大麦は動物の餌や人間の食べ物として使われてて、食品当局からも健康にいいって認められてるよ。大麦の栽培は約1万年前から一般的で、今では色んな種類の大麦があるんだ。この多様性は、病気や環境ストレスに強い品種を探してる育種家にとって重要なんだ。

大麦が直面してる深刻な問題の一つが細菌葉斑病(BLS)で、いくつかの細菌、特にXanthomonas translucensが原因なんだ。この病気は葉に水浸しの斑点が現れて、後に黄色くなるんだ。BLSについての報告はあまり広まってないけど、農家は多くの大麦の収量を失う可能性があるんだ。研究によると、この細菌は種を通じて広がったり、風や水で移動したりすることができるんだ。

Xanthomonas translucensと大麦への影響を理解する

Xanthomonasの中でも、X. translucensは特に大麦にとって害が大きいんだ。この種にはいくつかの品種があって、大麦に影響を与える主なものはtranslucensとundulosaの2つ。特に大麦を脅かすのはpathovar translucensっていう細菌で、主に大麦植物に見られるけど、小麦や他の植物にも感染することがあるんだ。

BLSは常に脅威ではなくて、特に暑くて湿度が高い時に発生しやすいんだ。最近、特にアメリカの北部の大平原ではBLSのケースが増えてきてる。なんでこんなに増えてるのかまだ議論されてるけど、気候変動が原因かもしれなくて、高い温度や湿度を引き起こしてるかも。それに、農業のやり方が変わったり、細菌が強くなって広がる力が増してる可能性もあるんだ。

細菌葉斑病の制御の課題

農家はXanthomonasのような細菌に対抗する方法が限られてるんだ。いくつかは銅を使った治療を試みたけど、細菌がこの方法に耐性を持つことができるんだ。だから、銅を使うのは長期的な解決策にならないかもしれない。今のところBLSに対する効果的な制御方法はなくて、研究者たちは大麦の遺伝的な耐性を見つけることに注力してるんだ。

細菌に対して耐性のある大麦の品種を探す努力が進んでるよ。野生種の大麦も育種に役立つ特性を提供するかもしれない。アメリカでよく使われてるモルエックスっていう大麦品種は、適度な耐性で知られてるんだ。この品種は育種プログラムで重要なリソースになってるけど、今の細菌の株に対してどれだけ効果があるのかはまだわかってないんだ。

最近の研究と発見

最近の研究で、いくつかの大麦品種に耐性のソースがあることがわかったんだ。一つの重要な研究では、大麦のゲノム内にこの耐性に寄与する可能性のある複数の場所が特定されたんだ。ただ、実際のフィールド条件でこれらの遺伝的特性をテストするのは時間がかかるし、天候の変化や他の外部要因に影響されることがあるんだ。

テストプロセスを簡単にするために、研究者たちは温室で大麦の細菌葉斑病に対する耐性を評価する新しい方法を開発したんだ。この方法では、大麦の葉の特定の部分に細菌を直接スプレーする技術を使ってるんだ。それから数日間、病気の進行を観察するんだ。

特定の葉の部分に焦点を当てることで、研究者はデータを早く集められて、様々な細菌株に対して異なる大麦品種がどれだけ効果があるかを判断できるんだ。この技術は、新しい大麦品種をフィールドでのさらなるテストに出す前に、耐性をスクリーニングするプロセスを早めるのに役立つんだ。

新しいスクリーニング方法の実施

この新しい温室の方法では、研究者が管理された環境で大麦の植物をテストできるんだ。このテストでは、1週間育った大麦の植物が異なる株のX. translucensに感染させられるんだ。細菌をスプレーした後、研究者は約1週間植物を観察して、葉の症状の重症度を評価するんだ。

結果は、QuestやMorexのような一部の大麦品種が温室でテストした株に対して異なる耐性レベルを持っていることを示したんだ。いくつかの株は他よりも多くの病気を引き起こし、どの大麦品種が新しい耐性品種の育種に役立つかが明確になったんだ。

例えば、Questは従来の品種MW14-5371-013よりも耐性があるように見えたんだ。Questは様々な細菌株に対して良い結果を出していて、BLSに対応する農家にとって良い選択肢かもしれないんだ。

異なる株間の耐性評価

新しいテスト方法は貴重な情報を提供するけど、X. translucensのような細菌は、その源や歴史によって大きく異なることがあるんだ。研究者たちは特にQuestが最近出現したXtt株のグループに対してどうだったかに興味を持ってたんだ。

テストでは、Questは複数の株に対して耐性を示したけど、感受性のあるチェック品種MW14-5371-013は一貫して多くの病気の症状を示したんだ。この結果は、QuestがBLSが問題のある地域で農家が植えるのに実行可能な選択肢かもしれないっていう考えを強化するんだ。

研究の継続の重要性

細菌葉斑病が大麦生産に脅威を与え続ける中で、研究者がX. translucensの株やそれが異なる大麦品種に与える影響を研究し続けることが重要なんだ。管理された条件で信頼できるスクリーニング方法の開発は、大きな努力の一部で、大麦が増加する細菌の脅威に対抗できるようになってほしいんだ。

最終目標は、農家がBLSのような病気に抵抗できる大麦品種にアクセスできて、高い収量を維持できることなんだ。大麦の遺伝学や耐性特性を探求し続けることで、研究者たちは実際のフィールドで実施可能な解決策を提供することを目指してるんだ。

結論

大麦は農業において重要な役割を果たしてて、細菌葉斑病のような病気がその生産を脅かす可能性があるんだ。遺伝的抵抗を通じてこういう病気にどう対抗するかを理解することは、大麦農業の未来にとって重要なんだ。進行中の研究や新しく開発された温室スクリーニング方法は、効果的な解決策を迅速に特定する希望を提供してるんだ。

農家と研究者は協力して、耐性のある大麦品種が手に入るようにしなきゃいけないんだ。細菌の相互作用や環境の課題を考慮した実用的な戦略に焦点を当てることで、農業コミュニティはBLSのような病気に適応して管理できるようになるんだ。

オリジナルソース

タイトル: Barley variety Quest exhibits broad-spectrum, moderate quantitative resistance against diverse Xanthomonas translucens pathovar translucens

概要: Barley (Hordeum vulgare subspp. vulgare) is the fourth most widely produced cereal today and is valuable for both animal and human consumption. Bacterial leaf streak (BLS) of barley is caused primarily by X. translucens pv. translucens (Xtt) and can lead to significant yield losses. There are currently no available control methods for BLS pathogens, but there are ongoing efforts to identify and characterize sources of resistance to Xtt in available barley germplasm. These screening projects require field trials which are time-consuming and challenged due to variables introduced by environmental and weather conditions, field conditions and other organisms that may be present. Reliable greenhouse phenotyping techniques are needed to accelerate screening of barley germplasm against more Xtt strains. In this study, we established a rapid greenhouse spray inoculation protocol for pathogen-plant phenotyping. This provides a framework for rapid germplasm screening before time-consuming and limited field nursery trials. Our method confirmed the moderate quantitative resistance phenotype discovered in field trials for the cultivars Quest and Tradition against the Xtt strain CIX95. One week old seedlings of the previously characterized resistant line PI329000 were not resistant relative to the susceptible check line MW14-5371-013. The cultivar Quest then demonstrated moderate quantitative resistance against a diverse panel of Xtt strains. Xtt subgroup did not influence BLS outcomes on tested barley lines. We found evidence to support the hypothesis that the virulence of modern strains is increasing, though this does not improve their ability to cause disease on Quest.

著者: Jonathan Jacobs, N. Heiden, E. Burns, J. Butchacas, V. Roman-Reyna, K. Mikhail

最終更新: 2024-06-10 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.09.598138

ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.09.598138.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた biorxiv に感謝します。

著者たちからもっと読む

類似の記事