アイスポット（小麦）

小麦の眼斑症状

眼点病は、壊死性真菌のTapesia yallundae (別名: Pseudocercosporella herpotrichoides ; W-type [anamorph]; Oculimacula yallundae ) およびTapesia acuformis (別名: Pseudocercosporella herpotrichoides ; R-type [anamorph]; Oculimacula acuformis )によって引き起こされる小麦の重要な真菌性病気です。ストローブレーカーとも呼ばれています。眼点病は、小麦が継続的に栽培され、気候が冷涼で湿潤な場合により深刻になります。農家は、眼点病に対して殺菌剤で作物を処理する必要がある場合、数百万ドルの費用がかかり、病原体がより一般的に使用される殺菌剤に耐性を持つようになるため、処理が複雑になります。重症の場合、収穫量が最大 40% 減少する可能性があります。南北アメリカ、ヨーロッパ、オーストラリア、ニュージーランド、アフリカなどの温帯地域で最もよく見られます。^{[ 1 ]}

症状

眼点病の病名である、目のような楕円形の病変は、土壌表面近くの茎の基部に発生します。病変は麦わら色で、中央に黒い瞳孔のような点が見られることが多く、緑褐色から暗褐色の輪で縁取られています。重度の感染の場合、感染部位の茎が弱くなり、宿主が倒伏しやすくなります。この症状はW型（Oculimacula yallundae）に見られます。一方、重度の感染では、植物への栄養と水の供給が阻害され、早期成熟による品質の低下や白頭病が発生します。これはR型（Oculimacula acuformis）に見られます^{[ 1 ] [ 2 ]。}

感染症の発症

小麦を同じ畑で同じ期間継続的に栽培すると、病害はより深刻になります。菌糸体は生育期を通して葉鞘に侵入し、次々と増殖します。土壌表面の湿度が高く、冷たく湿った気候は、病害の発生を助長します。[ ^{1 ] [ 2 ]一方}、乾燥して暑い気候は、植物の葉鞘を乾燥させて剥がれ落ち、病原菌も一緒に流失するため、病害の発生は軽減されます。

真菌の侵入

小麦におけるPseudocercosporella herpotrichoidesの侵入は、植物細胞壁を破壊する酵素の放出から始まる。特定の酵素配列が利用され、これらの酵素がなければ、菌類は植物細胞に侵入できない。このプロセスは、細胞に侵入するための機械的な力を提供する付着器の形成によって葉のクチクラが破壊されることから始まる。次に、ペクチン、セルラーゼ、ヘミセルラーゼ、プロテアーゼ酵素が放出され、宿主細胞への侵入を可能にする。こうして菌類は植物の茎に存在し、植物の上部への栄養と水の供給に影響を与え、茎を弱らせることで病気を引き起こす。場合によっては、β, 1-3グリカン合成酵素も放出され、カロースマトリックスに浸透する。^{[ 3 ]}

植物の防御

菌類が小麦細胞壁に侵入すると、菌類細胞壁物質（キチンなど）がエリシターとして働き、植物の受容体と相互作用して植物の防御機構を誘発する。その結果、細胞壁が強化され、侵入を阻止しようとする。植物はパピラ（セルロース、スベリン、タンパク質、ガム、カルシウム、ケイ素）を形成し始め、侵入に対するさらなる抵抗を提供するが、存在する微生物のレベルが高いと、このバリアは長い間効果を維持しない。^{[ 3 ]} 小麦細胞は細胞壁にヒドロキシプロリン糖タンパク質（HRGP）も放出する。HRGPの分泌は、細胞壁へのHRGPの蓄積をコードする遺伝子の転写を刺激する菌類エリシターによって誘導されるシグナルに依存する。小麦の場合、HRGPの蓄積が少ないため、菌類が侵入しやすくなる。小麦も菌類の攻撃を受けるとケイ素を放出する。これは植物の防御機構の調節因子として作用します。病原性に関連する事象に影響を及ぼす酵素の陽イオン性補因子に干渉する可能性があります。

さらなる防御機構として、小麦はレクチンを含み、真菌の代謝に毒性のある影響を与えるWGAを放出します。 ^{[ 4 ]}

制御方法

1. 眼点病の防除に最適な方法は、抵抗性品種の育成です。現在、眼点病に対する抵抗性を付与する遺伝子はPch1遺伝子です。抵抗性品種を生み出すには、この遺伝子を持つ植物を他の植物と交配し、その遺伝子を子孫に伝えます。^{[ 5 ]}
2. 輪作も病気の蔓延を抑える上で重要です。なぜなら、眼点病菌は前作の残骸に生息するからです。小麦を非宿主作物と交互に栽培し、少なくとも1年間休耕期間を設けることで、病気の発生を抑えることができます。^{[ 6 ]}
3. 殺菌剤の使用は短期的には効果的ですが、病原菌が殺菌剤への耐性を獲得する可能性があるため、長期的な解決策にはなりません。また、化学薬品の散布にはコストもかかります。

参考文献

1. Hollmann, M. (nd). Eyespot of Wheat, 2007年10月27日閲覧, [1]
2. Prescott, JM, Burnett, PA, Saari, EE, Ranson, J., Bowman, J., Milliano, W., Singh, RP, & Bekele, B. (nd). 小麦の病害虫：圃場識別ガイド. 2007年11月2日閲覧, [2]
3. Vidhyasekaran, P. (nd). 植物と作物における真菌病原性：分子生物学と宿主防御機構. 2007年11月3日閲覧, [3]
4. Mishkind, M., Raikhel, NV, Palvitz, BA, Keegstra, k. 小麦胚芽凝集素の小麦における免疫細胞化学的局在。The Journal of cell Biology, Vol 92, No.3 2007年11月2日閲覧、 [4]より
5. Santra, DK, Kidwell, K., & Campbell, K. (nd). 病害抵抗性 - 眼点病. 2007年10月28日閲覧, [5] Archived 2007-10-09 at the Wayback Machine
6. K-State Research and Extension. (2000) Rotating Crops Best Defense Against Wheat Strawbreaker. 2007年11月1日閲覧、「Rotating Crops Best Defense Against Wheat Strawbreaker」より。2006年9月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。2007年11月14日閲覧。

外部リンク

• 小麦の茎の眼状紋を示すリンク
• 病気の感染を示すリンク