樹木自身の有益なマイクロバイオームは、柑橘類の緑化病と戦うための新しい治療法の発見につながる可能性がある

柑橘類の木は、柑橘類緑化病の宿主細菌に対して自然耐性を示し、この細菌はこの病気を撃退するために使用できる新規抗菌剤を生成することが、私たちの最近の研究で示されました。私たちはフロリダ州クレルモントの有機農場でその木を見つけました。

柑橘類緑化病 (正式には黄龍瓶 (HLB) として知られています) は、細菌 Candidatus Liberibacter asiaticus によって引き起こされます。これは、アジアシトラスオオバコと呼ばれる昆虫によって広がります。この病気の治療法は知られていません。

私たちはフロリダを拠点に、アグロエコロジーとしても知られる持続可能な農業実践を研究する研究者です。私たちのチームは研究室でこれらの抗菌化合物を分離し、現在、HLB の効果的な治療法を開発することを目的としてそれらの試験に取り組んでいます。

なぜそれが重要なのか

HLBはフロリダの象徴的な柑橘類産業に大打撃を与えた。

2005年にフロリダ州で初めて柑橘類緑化病が発見されて以来、フロリダ州の柑橘類の生産量は92％以上減少している。病気は要因のひとつにすぎません。他にはハリケーンや凍結などがあります。

感染した木では実が少なくなります。実際に成長する果実は部分的に緑色で、小さく、形が不規則で、苦い味がします。熟す前に木から落ちることもあります。葉に斑点状の斑点が現れることがあります。

米国農務省によると、2022年から2023年の生育期は1936年以来最も生産性が低かった。オレンジ、みかん、グレープフルーツ、レモン、ライムは作物の量が少ないため価格が高くなる。

HLBの管理は大変です。生産者は現在、HLBを制御するためにシリッドを制御する殺虫剤とオキシテトラサイクリンなどの抗生物質に依存しています。これらの治療法は高価であり、健康や環境にリスクをもたらす可能性があります。 HLBを制御するための効果的な治療法の開発の必要性は明らかです。

私たちがどのように仕事をしたか

人間と同様、植物も内部と外部の両方に多様な微生物群集を持ち、植物マイクロバイオームを構成しています。

植物内に生息する有益な微生物である内生菌は、栄養素の摂取、病気や害虫への抵抗力、環境ストレスへの適応において重要な役割を果たしています。

HLB に対する治療法の探索において、私たちは生き残った柑橘類の木の内部寄生虫、つまり、HLB 陽性ではあるが軽度の症状のみを示し、実を結び続けている木に注目しました。生き残った木の 342 個の内部寄生虫を研究することにより、新規抗菌剤を生産できる 5 つの細菌性内部寄生虫を発見しました。

HLB 細菌は、寒天やブロスなどの実験用培地では増殖できません。そこで、感染したオオバコの粉砕組織サンプルに存在する生きた細菌細胞を使用して、研究室で抗菌化合物をテストしました。これらの研究により、抗菌化合物が、この制御された環境において柑橘類緑化病原体の生細胞を殺すのに非常に効果的であることが明らかになった。抗菌剤は水と混合することができ、低濃度で効果があることが判明しました。

まだ知られていないこと

私たちの進行中の研究からの予備的な結果は、複数の抗菌化合物が細菌培養抽出物中に存在することを示しています。抗菌化合物がいくつかの異なる方法で病原菌を攻撃することが判明している可能性があるため、これは前向きな兆候です。そうであれば、人間の医師にとってさまざまな抗生物質が役立つのと同じように、耐性の発現を最小限に抑えることができるでしょう。

私たちの次のステップの 1 つは、実験室条件下で感染した柑橘類の根を使用し、温室条件下で感染した柑橘類植物を使用して、選択した化合物を HLB に対して評価し、植物がこれらの抗菌化合物を葉または根から吸収するかどうかをテストすることです。この研究はテキサスA&M大学とフロリダ大学の科学者と協力して実施されます。

次は何ですか

さらなる研究は、現場で評価できるように精製抗菌化合物の生産を増加させる方法に焦点を当てる予定です。生産者に技術をより早く届けるために、製品開発を支援するために興味のある商業生物農薬会社との提携を探す場合があります。

米国のジャガイモ、トマト、ニンジン作物に感染する、密接に関連した細菌性病原体によって引き起こされる、シラッド伝染性疾患が新たに発生しているため、私たちの研究は新たな緊急性を帯びています。

この記事は、クリエイティブ コモンズ ライセンスの下で The Conversation から再公開されています。元の記事を読んでください。