バイオフォトンを指標とした病害抵抗性誘導活性の評価方法

病害抵抗反応時に発現するバイオフォトン(生体微弱発光)は、病害抵抗性誘導剤の作用により発光量が増大する。この現象に基づき、病害抵抗性誘導活性の有無が迅速、安価、簡便に評価できる。

　植物の病害抵抗性誘導剤は、植物が持つ病害抵抗性を高めることにより病害を抑制する。そのため、抵抗性誘導剤は生物毒性が極めて低い上に、糸状菌や細菌等による各種病害に有効で、農薬使用量の低減を通して農業による環境への負荷を減少させることができる。現在、物質が持つ抵抗性誘導活性の評価は、植物に病原菌を接種する方法により行われているが、より簡便で迅速な評価方法を開発する。

１．	病害抵抗反応時に発現するバイオフォトンには、抵抗性誘導剤の作用によって発光量が増大するプライミング現象が生ずる(図1)。
２．	バイオフォトンのプライミング現象は、抵抗性誘導剤の種類に関わらず、同程度の増強が認められる (表1)。これに対し、病害抵抗性関連遺伝子のプライミングは、抵抗性誘導剤の種類により、大きな変動が見られる。
３．	イネ培養細胞を用いて抵抗性誘導活性が評価できる(図2)。2.5gの培養細胞に被検物質と培養液を加え、全体を6mlとする。バイオフォトンを測定しながら培養細胞に病害抵抗性を2時間誘導し、キチンエリシターを添加して病害抵抗反応を誘導する。ホトンカウンターでバイオフォトンのプライミングを測定し、抵抗性誘導活性の有無を評価する。
４．	本評価法に必要な消耗品は培養細胞、シャーレ及びエリシターのみで、ランニングコストは安く、かつ、培養細胞さえ準備できていれば、検定に要する時間は実験準備や解析時間を含めても7時間で終了し、かなり迅速・簡便な方法である。

１．	イネ培養細胞は培養条件により、評価に使用できる時期(培養開始からの経過日数)が異なるので、事前にバイオフォトンのプライミング程度を調査し、使用時期を決定する。
２．	イネ培養細胞のキチンエリシターに対する感受性は培養条件により大きく変動するため、バイオフォトンのプライミング現象がはっきりと認められる処理濃度を事前に調査する。
３．	被検物質自体が病害抵抗反応を強く誘起する場合には、バイオフォトンのプライミング現象が弱くなるので、被検物質の処理濃度を調整する。
４．	本評価方法により抵抗性誘導活性の強さは評価できない。
５．	ホトンカウンターはCCSPC-01(浜松ホトニクス社製、750万円)等が使用できる。

［具体的データ］

研究課題名：植物の病害抵抗性誘導剤の開発
予算区分：静岡県プロジェクト研究事業
研究期間：2003〜2005年度
研究担当者：加藤公彦、影山智津子、稲垣栄洋、伊代住浩幸、山口亮

発表論文等：

Iyozumi et al. (2005). Physiol. Mol. Plant Pathol. 66: 68-74 特開2004-279276号「生理活性検定方法及び装置」