本研究では、今後の作物生産とって大きな役割を担うであろう農薬に着目し、今後の微生 物農薬の開発に寄与すると考え、環境微生物を用いた微生物農薬の研究について報告した。
第2章では放線菌に着目した。特にStreptomyces属は、多種多様な抗生物質生産を行う
ことから古くから医学分野での研究が行われてきたが、近年、農薬としても強く注目を浴び ており、その研究報告は年々増加傾向にある。本研究では、強い抗真菌活性を有する
Streptomyces sp. KTおよびStreptomyces sp. AR10を単離および同定した。両菌株は、単
離した53 株の放線菌の中でも植物病原菌に対して強い抑制能を有しており、特に KTは、
新 規 だ と 示 唆 さ れ る eurocidin を 単 離 お よ び 同 定 す る こ と が で き た 。AR10 か ら は
albocycline が検出され、この化合物は既知であるものの、両菌株の近縁種において各化合
物の生産は報告されておらず、同時に各化合物を生産するStreptomyces属を用いた微生物 農薬の報告もまだなされていないため、これらの菌を用いた農薬の研究は新規微生物農薬 の開発に貢献すると考えられる。
第３章では、微生物農薬として最も研究が進んでいる細菌である Bacillus 属細菌に着
目した。本研究では、すでに植物病原菌に対して高い防除効果を有するB. subtillis RB14用
いて研究を行い、農業における問題のひとつである農業残渣の有効利用について報告した。
近年、カーボンニュートラルの考え方に基づきBDFの研究および応用は盛んに行われてい
る一方で、油脂生産作物からは多量の農業残渣が排出される。本研究では、油脂生産作物で
あるJ. curcasの種子残渣を培養基質として利用可能か試験した。その結果、RB14は良好な
増殖を示し、抗真菌活性物質であるiturin Aの生産も認められた。さらにこれらの活性は、
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液体振盪培養より固体発酵培養の方が高かった。また、固体発酵培養を行うことで必要最小 限の水しか使わず、振盪する機材も不要であることから微生物農薬の開発にかかるコスト を削減できるのではないかと示唆される。また、キュウリを用いた植物実験では、RB14の 固体発酵培養物は、適切な量で添加すればR. solaniのキュウリへの感染を防除し、植物の 生育も促進することができた。これらのことから、本研究は、Bacillus属細菌と農業残渣を 組合せた新たな微生物農薬の開発に寄与すると考えられる。
第 4 章では、農薬散布の観点から低栄養細菌に着目し、これらの菌が生産する抗菌活性
物質について研究を行った。低栄養細菌は、炭素源が1-15 mg/Lと極端に少ない環境中で
も生育できる微生物を指す。本研究で用いた低栄養細菌KSおよびDEは炭素源が100 µg/L
で増殖することができる。さらにその一方で、一般細菌用の栄養培地であるTSB培地など
でも生育が可能であった。低栄養細菌として、22 株を研究室で保存しており、これらのう
ちKSとDEはR. solaniに対して強い抑制活性を有していた。微生物同定の結果KSは、B.
contaminansと同定され、DEは、P. protegensと同定された。また抗菌活性物質としてKS
はpyrrolnitrinおよび2,4-diacetylphloroglucinol（DAPG）を生産していることが示された。
著者の知る限り、低栄養細菌と微生物農薬を関連付けた研究は行われておらず、これらの細 菌を用いた研究は、植物体上における病害防除の基礎的な知見として本研究は重要となる。
本研究では、微生物農薬の基礎的および応用開発に向けた研究を行い、放線菌、Bacillus 属細菌、低栄養細菌についてその報告を行った。これらの研究では抗植物病原性真菌につい て主に報告したが、日本植物病名データベース（2013）によると菌類病(真菌などによる病 害)の病原数は4662種と報告されており、細菌/放線菌病の189種と比べるとかなり高い割
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合となっている。また、多犯性の植物病原菌としてR. solaniが299種と最も宿主数が多く、
次いでBotrytis cinerea（灰色かび病）が222種、Sclerotium rolfsii（白絹病）が207種と続
いている。このように本研究で試験したR. solaniは日本のみならず世界中で多犯性の植物 病原菌として知られており、本植物病原菌の防除は、今後の作物生産における重要な課題の ひとつと考えられる。今回報告した細菌は、いずれもR. solaniに対して抑制活性が認めら れており、いくつかはラボスケールではあるものの植物を用いた感染防除にも成功してい る。今後の課題としては、これらの微生物を微生物農薬として開発するため、より多くの植 物種や病原菌に対する効果を調査し、より一般圃場に近い環境条件下での試験を行う必要 があると考えている。
現在のところ、環境土壌中には１ｇ当たり 107-109 程度の微生物が存在しているとされ
ており、2011年から行われているEarth Microbiome Project (EMP)においてもその総数は、
未だに解明されていない。これらの中には、まだ発見されていない微生物農薬の候補となる 有用な微生物が含まれているかもしれない。今後の人口増加に伴う食料生産に対して、農薬 は必要不可欠であることは明確であり、今回報告した植物病原性真菌に対して強い抑制効 果を示す微生物の単離および抗真菌活性物質の研究は、これから世界が直面する問題の解 決に大きく貢献するのではないかと考えている。
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