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第9回 ペスタロチオプシス属菌

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Microbiol. Cult. Coll. 26(2)
:103 ─ 108, 2010
連載「農業関連微生物」
第 9 回 ペスタロチオプシス属菌
渡辺京子 1)*,小野泰典 2)
玉川大学農学部生物資源学科 〒194-8610 東京都町田市玉川学園 6-1-1
第一三共(株)機能分子第一研究所 第五グループ 〒140-8710 東京都品川区広町 1-2-58
1)
2)
Genus Pestalotiopsis
Kyoko Watanabe1)* and Yasunori Ono2)
College of Agriculture, Tamagawa University, Machida, Tokyo 194-8610, Japan
Lead Discovery & Optimization Research Laboratories I, Daiichi Sankyo Co. Ltd.
Hiromachi, Shinagawa-ku, Tokyo 140-8710, Japan
1)
2)
1.はじめに
なぜ Pestalotioid fungi なのか? おそらく,Saccardo
Pestalotiopsis 属は植物病理学では植物病原菌とし
による概念によってまとめられていた Pestalotia 属
て広く知られる一方で,菌類生態学では内生菌,菌類
が,Steyaert (1949) の提案で分生子の形態的特徴の違
探索を行なう人にとっては分離頻度の高い土壌菌でも
い を 基 準 と し て 細 分 化 さ れ Pestalotiopsis 属,
ある.総合すると,何処にでもいる菌ということかも
Truncatella 属,Monochaetia 属が分離独立したが,
しれない.本稿では,まず本属とその近縁属と呼ばれ
大本は Pestalotia 属ということかもしれない.また,
るグループの関係と本属の種の分類と同定法を概説
Pestalotiopsis という名前の由来が既に「Pestalotia に
し,本菌の病原性と興味深い代謝産物を簡単に紹介す
似た」という意味であるため,こちらを採用するわけ
る.
にもいかないのかもしれない.
ところで,
「Pestalotia 属菌」ははたして存在するの
2.近縁属との関係
か? と い う こ と が よ く 話 題 に な る. 近 年 の 論 文 に
Pestalotiopsis 属 は 子 嚢 菌 Amphisphaeriacea の
Pestalotia 属菌の報告はなく,この関連属菌の分子系
Pestalosphaeria 属の不完全世代(アナモルフ)で,
統解析に現在の定義にあった Pestalotia 属菌を加えら
いわゆる分生子果不完全菌類である.Pestalotiopsis
れているのを見たことがない.さらに,このグループ
属は 5 細胞で構成される分生子を形成し,上下を除く
を Pestalotia 属関連菌群と言わず,Pestalotiopsis 属関
中央 3 細胞が着色し,頂部に約 3 本,尾部に 1 本の付
連菌群と呼んでおり,Pestalotia 属の存在感は極めて
属糸があり,特徴的な形態をしている.本菌に似た分
薄い.少なくとも我が国で Pestalotia 属と記録された
生子を特徴とする属は Monochaetia 属,Seiridium 属,
菌は,いずれも Pestalotiopsis 属か Truncatella 属へ
Seimatosporium 属,や Truncatella 属などである.
の転属が必要である(小林,1992).
これらの属はいずれも分生子層に並んだ分生子柄上に
Pestalotiopsis 属 関 連 菌 群 の 有 性 世 代 は
アネロ型分生子を形成する菌で,分生子を構成する細
Amphisphaeriacea に属する Broomella, Discostroma,
胞数やその中の有色細胞数,付属糸の数や付属糸の付
Pestalosphaeria 属とされている.アナモルフで同定
着位置など,分生子の形態で分類されている(表 1)
.
された本菌群の 28S rDNA を指標とした分子系統解
Lee ら(2006) は, 論 文 の 中 で こ れ ら の 菌 を
析では,すべてが Amphisphaeriacea の中の一つの大
Pestalotioid fungi(Pestalotia に似た菌)と呼んでいる.
クレードに入る(Jeewon et al., 2002).すなわち分子
系統的にも近縁属と言え,Pestalotiopsis 属関連菌群
*
Corresponding author
E-mail: [email protected]
と呼ぶに相応しいグループである.
しかし,一方で Jeewon ら(2003b)は,この近縁
─ 103 ─
ペスタロチオプシス属菌
渡辺京子,小野泰典
表 1 関連属菌の分生子の形態的特徴
属
細胞数
Bartalinia
Diploceras
Discosia
Monochaetia
Pestalotiopsis
Sacrostroma
Seimatopsporium
Seiridium
Truncatella
5
34
45
45
6
4
頂部付属糸
尾部付属糸
有色部
有色細胞
細胞数
数
数
中央(淡)
中央
なし
中央
中央
中央
中央
中央
中央
3
2-3
4
2-3
3
2-3
3
1-4
2
3
11
1
(1-)3(-4)
1
-1
1
2-
基点
基点
中央
1
外生
中央 1(分枝) 外生
横
1
横
中央
1
内生
中央
1
内生
中央
1
外生
中央 1(分枝) 外生
中央
1
内生
中央
1
内生
属間の関係について,タクサを増やして 28S rDNA
れは既に基準にならないことがわかっている(Jeewon
を 指 標 と し て 分 子 系 統 解 析 を 行 っ た 結 果,
et al., 2004).2005 年,Hawksworth は本属の種数を
Pestalotiopsis 属,Seiridium 属はそれぞれ Bartalinia
50 程度に整理できると推測した.しかし,それ以降
属と Seimatosporium 属の組み合わせ単系統群になり,
も新種記載はあるものの,本属の種は整理されること
Truncatella 属 は 多 系 統 群 で あ っ た. ま た,
はなく,既に 235 種にまで膨れ上がっている(Index
Monochaetia 属については,さらに今後の研究が必要
Fungorum, http://www.speciesfungorum.org/
であるとした.2006 年の Lee らも同様な系統解析を
Names/Names.asp).現在もなお,その数は増える傾
行い,Truncatella 属を,Truncatella 属のみのサブク
向にある.
レードと Bartalinia 属と一緒になるサブクレードをま
本属の種の整理の難しさは,基準標本の保存状態に
と め て Truncatella/ Bartalinia ク レ ー ド と し,
ある.標本が古いのも原因の一つであるが,もともと
Jeewon ら(2003b)の結果と一致すると結論づけた.
本属の分生子は乾燥させただけで付属糸はとれ易く,
しかし,分類に関するそれ以上の言及はない.すなわ
後述する同定に重要な色の見分けも難しくなる.その
ち,表 1 に示した Pestalotiopsis 属関連菌群のそれぞ
ため第 25 巻第 2 号の植物炭疽病(2)のように,基準
れの属は,その指標となった形態がすべて適切(分子
標本からたとえ DNA が抽出できても,形態を確認で
系統を反映)ではなく,むしろ,近年の報告は整理の
きない.よって,新たに同定基準標本を探さない限り,
必要性を示唆している.ただし,この菌群の整理を始
種の整理が進められないのである.しかし,記載文と
めると,現在もまだ Steyaert(1949)に従った基準
同じ同定基準標本となる株を捜そうとすると,この同
による転属手続きが取られずに古い属名で残っている
定基準標本を指定するための種の同定が難しいという
種や Synonym が複数属にまたがる種があり,大変厄
堂々巡りの問題がある.
介 な こ と に な り そ う で あ る.1993 年 に 発 行 さ れ た
では,新たな分離源から得られた株はどう同定すれ
「COELOMYCETOUS ANAMORPHS with append-
ばいいのか? 現在のところ,分離源に関係なく,分
age-bearing conidia」
(Nag Raj, 1993)で各属を調べ
生子の形態がより近いものを Guba(1961)
, Steyaert
るとこの問題が見てとれる.一方,本記事の題材であ
(1949, 1953, 1961), Sutton(1980), Nag Raj(1993)の
る Pestalotiopsis 属に限ってみると,他属に比べてま
モノグラフや新たな新種記載の論文から捜しだして同
とまった属といえる.
定するほかない.同定の際に形態的特徴として観察す
べき点は,分生子の大きさ,有色 3 細胞の色,付属糸
3.種以下の分類と同定上の問題
の数と先端の特徴である.特に重要かつ最も悩ましい
Pestalotiopsis 属は,付属糸の着生位置や数が極端
のが有色 3 細胞の色である.
に違う P. distinca など以外は,比較的分子系統とし
Guba(1961)のモノグラフでは有色 3 細胞の色が
てまとまっているうえ,形態的特徴で属の同定までは
いずれも同色であるか 3 細胞間の色に濃淡がある(異
容易にできる.しかし,種の同定となると混乱する.
色)かが検索基準として重要な鍵となっている.また,
なぜなら Pestalotiopsis 属の種は,他の植物病原菌同
異色のグループでさらに色彩(茶色,オリーブ色など)
様に宿主植物が異なると形態的な基準が類似していた
を分類基準として2つのサブグループを設けている.
としても,新種として提案されていたからである.こ
こ れ に つ い て Jeewon ら(2003a) は,ITS 領 域 と
─ 104 ─
Microbiol. Cult. Coll. Dec. 2010
Vol. 26, No. 2
99
2
100
1
1
2
sp. 3
Group 1
1
100
84
96
2
sp. 1
sp. 2
1
95
89
1
2
89
98
83
1
2
1
100
Group 2
97
97
3
95
2
2
sp.
図 1 属菌の ITS1, 2 と 5.8S rDNA 領域に基づく近隣結合法による
分子系統樹.系統樹内の数字は 80% 以上のブートストラップ値(%)を記し
ている.
b-tubulin 遺伝子の分子系統樹から,Pestalotiopsis 属
が属する側系統群である.
の有色3細胞を,
彼ら自身の観察による①同色の茶色,
同様な研究(図 1)から筆者らは,彼らの使用した
②細胞が灰黒色系で細胞間が異色,③同様に黄褐色で
菌株と同じクレードに入る P. theae の有色 3 細胞は
異色を指標にして,分子系統解析によって分けられた
同色で茶色ではあるが,P. neglecta などに比べると
3 クレードを 1)同色で色に関係なく細胞間が異色の
色が濃く,この違いが同定上重要と考えている(未発
あるグループ(P. versicolor など)
,2)茶色で同色の
表).確かに,本属の色彩については他菌で使用され
グループ(P. neglecta などのグループおよび P. theae
ているようなカラーチャートで色が指定されておら
などのグループ)の2つのグループに分け,有色 3 細
ず,観察者の主観で論じられているに過ぎない.とこ
胞の色が原始形質であるとしながらも,Guba が分類
ろが,同定においてはこの色に拘らざるを得ない例が
基準としている色彩は分子系統を反映していないこと
ある.たとえば,P. pallidotheae の分生子は,その名
を指摘した.最終的に彼らが提案した Pestalotiopsis
の通り分生子の色の薄い P. theae であり(Watanabe
属菌は進化的に 1)有色 3 細胞が異色か同色か,2)
et al., 2010),色で間違えると異なるクレードに属す
付属糸先端の形態,3)付属糸の長さ,4)分生子の大
る菌と誤同定することになる.既にこの有色 3 細胞の
きさの順に重みづけができるとした.しかし,同色な
色 彩 が 原 因 で 誤 同 定 さ れ て い た 例 も あ り( 渡 辺,
グループは P. neglecta が属するクレードと P. theae
2009)
,形態で種を同定しようとした時,ここで間違
─ 105 ─
ペスタロチオプシス属菌
渡辺京子,小野泰典
載されている論文中の菌株が記載されているモノグラ
フのセクションの周辺で分生子の大きさが同じものか
ら種を検索するとよい.たとえば,Guba(1961)の
P. theae の 所 属 す る セ ク シ ョ ン は 濃 い 色 と な り,
Group 1 に入る傾向にある.
種の整理ができていない本属では,遺伝子情報のみ
で種を同定することは現在できないため,この手順を
Group 1 の菌
踏む以外に種を同定する方法はない.
Group 2 の菌
図 2 図 1 の分子系統樹内の Group 1,2 に所属する菌
の分生子.図中のバーは 20 mm を示している.
①
②
③
4.病原性
本属は,罹病植物,健全植物,海,土など様々なと
ころから分離される菌である.日本植物病名目録(日
④
本植物病理学会 2000,NIAS の HP からは最新情報が
検索可能,http://www.gene.affrc.go.jp/databasesmicro_pl_diseases.php)によると,本属は国内の 69
600 bp
種の植物の病原菌として報告されている.ヤマノイモ
(ペスタロチア病菌 P. versicolor),スターチス(ペス
タロチア病菌 P. gracillis)などを除くと,ほとんど
の記録が木本植物上での発生であり,樹木や果樹の重
要病害と言える.特に病原性の強い P. theae と P.
longiseta によるチャ輪紋病はお茶の重要な病害であ
る.
図 3 ITS1, 2 と 5.8S rDNA の増幅結果(電
気泳動像).①:マーカー,②:図 1 の
Group 1 の菌株の PCR 産物,③:図 1
の Group 2 菌株の PCR 産物,④:ネ
ガティブコントロール
一方,本属は内生菌としての報告も多く,内生菌,
病原菌としてのデータも含まれる USDA の提供する
fungal databases (Farr & Rossman, 2010) により宿主
を検索すると,本属の宿主には海草(Sakayaroj et
al., 2010), シ ダ(Norse, 1974), ワ ラ ビ(Hughes,
えると付属糸先端の形態と分生子の大きさでは同定で
1953),イネ(Singh et al., 1995)と多様ではあるが,
きないことになる.
明 ら か に 木 本 植 物 の 記 録 が 多 い. 逆 を 返 せ ば
色の判断は,慣れてくると,経験的に習得した印
Pestalotiopsis 属は草本植物よりは木本植物を生息場
象,分生子の 3 細胞の色が濃いか薄いか,によって
所として好むと言えるのかもしれない.本検索結果か
(図 2)
,系統樹の 2 つのクレードのうちどちらのク
ら記載論文を解析すると,本菌による病害は葉や果実
レードに入るかがわかる.しかし,この指標は,まさ
での発生が多く,内生菌としても同様な場所に生息し
に客観性の問われるところでもある.この判断は,何
ていることがわかる.また,種で病原菌と内生菌を区
種もの菌を見ていると感覚的に身に付けることができ
別することはできないこともわかる.
るが,心配な場合は,PCR で確認することができる.
一般的には,本属は弱い病原性を示す菌とされてい
真菌の ITS 領域全体を増幅する際に使用するユニバー
る.たとえばグアバを宿主とする Pestalotiopsis 属菌
サルプライマー ITS5 と ITS4(White et al., 1990)で
のように,P. microspora, P. clavizpora, P. neglecta,
ゲノム DNA をテンプレートとして PCR を行い,電
P. diseminata, Pestalotiopsis sp. と 5 種が病原菌とし
気泳動で PCR 産物の大きさを測定すると濃いと判断
て分離されるものの,いずれも有傷接種でのみで病原
されるものは約 600 bp,薄いものは約 650 bp である
性を示すもの(Keith et al., 2006)や,イチゴの果実
(図 3)
.観察だけでは色の特定が心配な場合,PCR で
から分離された P. longisetula が自然界では病原性が
判断した後に形態観察するとよい.もちろん,既報の
確認されていないトマト,アプリコット,モモ,グア
モノグラフや記載文からは,系統樹のどちらのクレー
バ,トマトなどの果実へも有傷接種によって発病が認
ドに入るのかはわからないが,本属の分子系統樹が掲
められる(Embaby, 2007).このような特徴からか,
─ 106 ─
Microbiol. Cult. Coll. Dec. 2010
Vol. 26, No. 2
Parbery(1996)は様々な菌の栄養摂取性をまとめた
中で,本菌は necrotrophic であるとした.すなわち
植物体の老化とともに優位に基質から栄養を吸収する
ために,植物が健全であるうちに生息場所を確保し内
生する生存戦略をもつことが予測される.
Pestalotiopsis. Mycol. Res. 109: 5.
Hughes, S.J. 1953. Fungi from the Gold Coast. II.
Mycol. Pap. 50: 1-104.
J e e w o n , R . , L i e w , E . C . Y . & H y d e , K . D . 2002.
Phylogenetic relationships of Pestalotiopsis and
allied genera inferred from ribosomal DNA
5.代謝産物
sequences and morphological characters. Mol.
近年の報告では,植物病原菌としての報告に負けず
劣らず,本菌の二次代謝産物に関する報告が多い.
Xu et al.(2010)は,本属の応用的な可能性を想定し
Phylogenet. Evol. 25: 378-392.
Jeewon, R., Liew, E.C.Y., Simpson, J.A., Hodgkiss, I.J.
& Hyde, K.D. 2003a. Phylogenetic significance of
て多くの代謝産物を報告している.現在のところ,最
morphological characters in the taxonomy of
も有名な物質は,乳癌と子宮癌への抗癌効果のある
Pestalotiopsis species. Mol. Phylogenet. Evol. 27:
Taxol である(Strobel et al., 1996)
.この発見には,
興味深い経緯がある.初め Taxol は本菌の宿主であ
るイチイ樹木の生理活性物質として発見された.しか
372-383.
Jeewon, R., Liew, E.C.Y. & Hyde K.D. 2003b.
Molecular systematics of the Amphisphaeriacea
し,抗がん剤として癌患者に供給するためには,年間
based on cladistic analyses of partial LSU rDNA
750,000 本ものイチイ樹が必要とされ,そのうえイチ
イの生育は遅いために到底供給できない量であった.
そこで,イチイの内生菌による Taxol 生産をスクリー
gene sequences. Mycol. Res. 107: 1392-1402.
J e e w o n , R . , L i e w , E . C . Y . & H y d e , K . D . 2004.
Phylogenetic evaluation of species nomenclature
ニングしたところ,P. microspora が Taxol 生産菌の
of Pestalotiopsis in relation to host association.
一つであることがわかったのである(菅原,1997).
Fungal Divers. 17: 39-55.
Keith, L.M., Velasquez, M.E. & Zee, F.T. 2006.
6.おわりに
Identification and characterization of Pestalotiopsis
普遍的に分離され,分生子の形態を見ると実にわか
spp. causing scab disease of guava, Psidium guaja-
りやすい Pestalotiopsis 属菌は,いろいろな意味で整
va, in Hawaii. Plant Dis. 90: 16-23.
理がされていない.取り扱う側の立場でいろいろな解
小林享夫 1992.Pestalotia,小林享夫,勝本 謙,我
釈があり,その解釈が成り立つような様々な側面を
孫子和雄,阿部恭久,柿島 真(編),植物病原菌
もっている属であるとも言える.ここ 20 年で,本属
に関係する研究報告が急激に増え,その扱い(報告)
類図説,p. 567,全国農村教育協会,東京.
L e e , S . , C r o u s , P . W . & W i n g f i e l d , M . J . 2006.
を見ると有用菌としての側面を開拓しそれを顕在化さ
Pestalotioid fungi from Restionaceae in the Cape
せようとしている研究が多い一方で,病害発生の報告
Floral Kingdom. Stud. Mycol. 55: 175-187.
も増えている.本属は,いままで普遍的な雑多な菌と
Nag Raj, T.R. 1993. Pestalotiopsis Steyaert, In
しての扱いであったが,今後は体系的な研究の対象と
Coelomycetous Anamorphs with Appendage-
なってきたと考えている.
B e a r i n g C o n i d i a , p . 618-671, M y c o l o g u e
Publications, Waterloo, Ontario.
文 献
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Phytopathol. Pap. 18: 1-38.
Embaby, E.M. 2007. Pestalotia fruit rot on strawberry
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─ 108 ─
(担当編集委員:青木孝之)
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