ジャガイモ疫病について詳しく解説

導入

ジャガイモ疫病は、以前は真菌であると考えられていた真核微生物であるペロノスポラ科の卵菌Phytophthora infestansによって引き起こされる原因不明の病気です。世界中に蔓延しているこの病気はジャガイモ作物の主な敵であり、特にアイルランドとスコットランド高地地域を襲った1840年代のヨーロッパの大飢饉の原因となった。この種はトマトや他のナス科にも影響を与えます。

生物学

この卵菌の胞子は、感染した塊茎、特に前年の収穫後に地面に放置されているか、積み重ねて保管されている塊茎上で越冬し、暖かく湿った天候で急速に散布されます。これは壊滅的な影響を及ぼし、作物全体を破壊する可能性があります。

胞子は葉上で発生し、温度が10°C を超え、湿度レベルが 75% を少なくとも 2日間保つと作物全体に広がります。雨によって胞子が土壌に洗い流され、そこで若い塊茎に感染する可能性があります。胞子は風によって長距離を運ばれることもあります。

べと病の初期段階は気づかれないことが多く、すべての植物が同時に影響を受けるわけではありません。最初の症状は、葉の先端と茎に黒い斑点が現れることです。湿気の多い気候では、葉の裏に白いカビが発生し、植物全体がすぐに垂れ下がることがあります。感染した塊茎には灰色または黒色の斑点が生じ、皮下が赤褐色に変わり、細菌性軟腐病による二次感染によってすぐに腐敗して悪臭を放つドロドロになります。どうやら、健康な塊茎が保管中に腐ってしまう可能性があるようです。

生物兵器としての使用

疫病の影響を受けたジャガイモ塊茎

ジャガイモ疫病は、生物兵器計画が停止される前に米国が生物兵器の可能性として研究した17以上の病原体の1つであった。フランス、カナダ、米国、ソ連も 1940 年代と 1950 年代に生物兵器として疫病菌を研究しました。

遺伝的

Phytophthora infestansのゲノムの配列決定は 2009 年に完了しました。このゲノムは、すでにゲノム配列が決定されている他のPhytophthora種のゲノムよりもかなり大きい (240 Mb) ことが判明しました。 Phytophthora Soyaeのゲノムは 95 Mb、 Phytophthora ramorumのゲノムは 65 Mb です。また、卵菌の病原性特性に関与するさまざまなトランスポゾンとエフェクター (タンパク質) をコードする多数の遺伝子ファミリーも含まれています。これらのタンパク質は、卵菌によってシンプラズム（植物細胞内）で産生されるか、アポプラズム（植物細胞間）で産生されるかに応じて、2 つの主要なグループに分けられます。シンプラズムで形成されるタンパク質には、タンパク質のアミノ末端にアルギニン-X-ロイシン-アルギニン配列(Xは任意のアミノ酸配列)を含むRXLRタンパク質が含まれます。 RXLR タンパク質は無毒性タンパク質であり、植物によって検出され、過敏な反応を引き起こし、卵菌を死滅させることができることを意味します。 Phytophthora infestans には、他のPhytophthora種よりもこれらのタンパク質が約 60% 多く含まれていることが判明しており、これにより宿主防御をより早く克服できる可能性があります。アポプラスト内に見られるものには、植物組織を分解するプロテアーゼ、リパーゼ、グリコシラーゼなどの加水分解酵素、宿主防御酵素から保護するための酵素阻害剤、および壊死性毒素が含まれます。全体として、ゲノムには非常に高い反復内容 (約 74%) があり、一部の領域には多くの遺伝子が含まれている一方、他の領域にはほとんど遺伝子が含まれていないという異常な遺伝子分布が存在します。