研究成果のポイント

• アーバスキュラー菌根菌（AM菌）は微生物肥料として農業利用が期待されている土壌微生物ですが、植物と共生しないと生育できない性質を持っています。
• 今回、脂肪酸を添加した培地でAM菌を単独で培養したところ、生育が促されて共生能を持つ次世代胞子が形成されることを発見しました。
• これによりAM菌の純粋培養が可能となり、本菌を大量生産できる可能性が開けました。

概要

パルミトレイン酸を含む培地を用いたAM菌の純粋培養（赤矢印が次世代胞子、黄色球状体が親胞子、白色糸状のものは菌糸）

大阪府立大学（学長 辰巳砂 昌弘）大学院生命環境科学研究科の秋山 康紀 教授、筒井 一歩 大学院生（当時）、林 英雄 教授（当時）と、自然科学研究機構 基礎生物学研究所（所長 阿形 清和）の川口　正代司 教授、亀岡 啓 博士研究員、信州大学（学長 濱田 州博）農学部の齋藤 勝晴 准教授、北海道大学（総長 名和 豊春）大学院農学研究院の江澤 辰広 准教授らは、JST戦略的創造研究推進事業ACCELにおいて、微生物肥料として農業への利用が期待されているアーバスキュラー菌根菌（AM菌）の単独での培養に世界で初めて成功しました（補足）。これにより、AM菌を純粋培養して大量生産できる可能性が開けました。

環境負荷の低い次世代の栽培体系の一つとして有用土壌微生物の活用が世界的に活発化しています。その中でも、AM菌に大きな期待が寄せられています。AM菌はイネ科やマメ科など重要作物を含むほとんどの植物と共生関係を結ぶことができ、必須栄養素であるリンを植物に供給します。しかし、植物と共生しないと生育できない性質をもつため、増殖に手間とコストがかかることが問題でした。

本研究では、バクテリアとの共存培養によりAM菌の胞子形成が誘導されたという先行研究を手掛かりとして、バクテリア由来の枝分かれ脂肪酸に増殖促進効果があることを発見しました。さらに不飽和脂肪酸であるパルミトレイン酸がより強くAM菌の生育を促進して胞子形成を誘導することを発見しました。形成された胞子は、植物根に正常に感染共生して娘胞子を形成できることが分かりました。この結果は世界で初めてAM菌の純粋培養に成功した例（補足）となりました。本研究成果は、英国時間2019年6月24日16時（日本時間2019年6月25日0時）に英国科学誌「Nature Microbiology」のオンライン速報版で公開されました。

論文タイトル「Stimulation of asymbiotic sporulation in arbuscular mycorrhizal fungi by fatty acids（脂肪酸によるAM菌の非共生的胞子形成の誘導）」

• Nature Microbiology Webサイト
• プレスリリース全文〈2019年9月25日再報〉（458KB）

補足説明

これまでにAM菌を純粋培養により増殖しようとする試みが世界中で行われてきましたが、脂肪酸を加えることにより純粋培養できることを見出し、初めて国際誌に論文として発表されました。

研究サポートについて

本研究は、JST戦略的創造研究推進事業 ACCEL研究開発課題名：「共生ネットワークの分子基盤とその応用展開（JPMJAC1403）」、研究代表者：川口正代司（自然科学研究機構 基礎生物学研究所 教授）、プログラムマネージャー：齋藤雅典（科学技術振興機構）および科研費（22128006、15H01751）のサポートを受けて実施されました。