さび菌胞子の培地上におけるinfection-type structure. I-香川大学学術情報リポジトリ

さび菌胞子の培地上におけるinfection”tyPe StruCtureI

内 藤 中 人，松 家

昇 Ⅰ 緒 日 周知のとおり，さび菌夏胞子は一・般に気孔から寄主に侵入し，且つそのさい通常appressorium，Penetration peg，Sub5tOmatalvesicle，infectionhyphaの4器官より成る，いわゆるinfectionstructureを形成する．しかし HuRD−KARRERら（5）（1947）がムギ類およびトウモロコシに寄生するア〟〃毎厄甫6種のさび薗夏胞子を供試して， infectionstructureに酷似する器官が寒天培地でも形成されることをはじめて明らかにして以来，人工培地（3・4，6・ 10，11）あるいは人工膜（1，9）において同様の報告があいついでいる．筆者の一人内藤ら（7・9）もスズメノテノポウさび 歯（ひ’7♂7り（β∼αJ車g（〝rまSEYM），エンバク冠さび菌（A狛壷涼＝♂r∂花αJαCoRDA）について該器官の培地上における生 成を確認するとともに，培地としてはpeptone−Saitsが寒天添加の有鯉にかかわらず好適であることなどを指摘 した．しかし，既往の詔報告の供試菌は，こけβ〝リJβ！両1種をのぞくと，いずれもムギ類あるいはトウモロコシに 寄生するヂα〃さ花iα謁菌のみである．そこで本現象がひろくさび薗夏胞子の−・般的傾向であるかどうかを明らかに する−L端として，他の10種さび薗夏胞子につき，培地上におけるinfectionq・tyPe StruCturCの形成状況を検討し てみたここにその結果を報彗する なお，おなじくさび歯胞子でも，夏胞子，さび胞子の寄主体侵入が一・般にStOmatalinfectionであるに対し， 小生子ではCuticulaIinfbctionをなすとされているから，さび胞子や小生子がはたして培地上でとのような発芽 動向をしめすか，さらにまた，StOmatalinfectionの場合でもさび菌以外の薗でほどうかなどの点についても関 心をいだき若二Fの実験をすすめて重たが，これは次報にゆずることとする． 起草にあたり，ク〟〃さ詑まαα肋の同定をしていただいた東京教育大学農学部教授平塚担秀博士にあつく御礼申し 上げる 本報菩の大要は昭和37年度日本植物病理学会関西部会で発表した（8） Ⅱ 実験方法ならびに供試材料 野外で採取した各稀さび病の催病葉を水道水，さらに数回殺菌水で洗准後，殺菌折紙にはさんで水分をふき とるこれを適当の大きさに切り，殺菌水でしめらせた殺菌折紙上．にならべてベトリ皿におさめ，20−25◇C の定温器に一山夜放置し，豊胸子聡から粉状にふきだしてきた夏胞子を，下記の各種寒天培地をうすく塗布した スライドグラスにはらいおとす．これを飽和湿度のベトリ皿にいれ，20−250Cの暗黒定温掛こ24時間たもって infection−typCStruCtureの性状と形成程度をしらべたなお，無菌の混入しないスライドでは，さらに48時間目 まで観察をつづけた 供試培地はつぎの処方の6柊類であるただし各培地とも07％の寒天を添加し，且つ高圧釜で10分間殺菌し た APeptOnC−Salts−SuCrOSe区‥PePtOnelg，KH2PO40，25g，MgSO4。7H200hO2g，SuCrOSe2・5g，水100ml（調 製後pH55） B」同＿Lニの処方であるが，pH7に調整 CPCptOne−Salts−glucose区：AのSuCrOSeを同亜のglucoscにかえたもの DSalts−glucose区：KH2PO1025g，MgSO。。7H20002g，glucose2g，水100ml Elglucose区＝glucose2g，水100ml F・標準区：寒天だけ 供試菌はPhragmidiLEmTO∼・ae−mullWoraeDrETE【（ノイバラ），PucdTliaallii（DC）RuDOLPHI（ネギ，ラッキョウ， ノビル），ア紬壷ね“那加如−∼JoJ∂花汀∼rββSⅠTO（セリ），〃rβ堅グ√g∼嘲g花di√〟J〃加LrNK（インゲン），（ル叩グ（・β∼

commelinacCooxE（ツエクサ），Uromu，Ce‡jdbae DE BARY（ソラマメ），UromiyCe∼i10anu！HIRALTSUKA（ヤハズソ ウ），防〃管γJ♂・Jク′・〃♂のg〟♂花∫L丘vE比エ孟（こシキゾウ），むわ管γ√タ＝タカαβ′〃‘β碑∫SYエ〉OW（コマツナザ），扮β〝ぴ（β‡ひ≠g花αβ BARCIAY（ササザ）のぞかαg7花まd査α別掲1種，飢肌壷七濁2種，ぴγ∂〝ぴ‘g∼謁7種計10種で，いずれも夏胞子・を供試 した Ⅲ 観 察 結 果 1い P丘7αg〝l≠成〟mr￠‡αg−m昭和Ⅶ（ノイバラ） 他菌の場合とちがい，標準区にだけわずか形成されたappressoIiumは卵形，楕円形で，その表面には稽， 小突起がときどき認められ，大きさは21」0−36…0×11．2−140〃である．ほとんどのappIeSSOriumは橙黄色に 着色しているが，すでにSubstomatalvesicleを形成したappressoriumは無色である。SubstomataIvesicleは不 整円筒形で，大きさは17hOM400×10”0−151Opであるいinfectionhyphaの伸長は不良で，40FL以上のものは 認められなかった．substomatalvesicle，infectionhyphaのいずれも橙黄色である． 2い ア〟〃玩ね＝止痛（ネギ，ラッキョウ，ノビル）〔PlateFig1参照〕 ラッキョウ菌ではA，B，D培地，ネギ菌ではB，D培地，ノビル歯では全培地に形成されたが，とくにノビ ル菌のB，D培地に多かった，しかし，infcctionstructureにおける形態の点でほ，これら3寄主の菌のあいだ にほとんど差異が認められなかったappressoriumは長楕円形，紡錘形で，その大部分ほ表面平滑であるが， 瘡，突起を有するものもまれにある．大きさは6．0−40・Ox50−10rOiLである‖ Substomatalvesicleはappres− SOriumの先端もしくはその近くから形成されはじめて，ハート型の形態となる”infectionhYphaには分枝した ものもあるが，伸長はわるく，最長約50F｛であった．appressorium，SubstoTnatalvesicle，infectionhyphaの多く は池橙黄色であったが，すでにSubstomatalvesicleを形成したappres50riumでは，淡色化の傾向がうかがわれ たぃ 3・P〟αね滋z飢Ⅵ郁扉んi一血加紳閥（セリ）〔PlateFig2参殿〕 全培地に大なり小なり形成されたが，とくにA，B培地が良好であった appressoriumほ卵形，洋梨形， 円形であるが，まれには一・方にまがったものもある‖ そのほとんどは表面平滑であるが，まれに膚を有し，大き さは12ON280×12OMl冬5FLである。Substomatalvesicleはappressoriumの先端もしくは側部から形成され， 洋梨形，楕円形，棍棒状で，大きさは15‖0−415×8．4．12Opであるinfection hyphaは最長62pであった が，Substomatalvesicleとinfectionhyphaとの境がはっきりしないものも多かったappressorium，Substomatal VeSicle，infectionhyphaはいずれもかなり淡い橙黄㌧色であったが，すでにinfectionhyphaの形成されたもので は，appreSSOriumがだいぶ退色していた， 4」折〃㌍γJ狛嘲如拙混血（インゲン）〔PlateFig3参照〕 A，B培地がもっとも形成よく，C，D培地はかなりおとり，E，F培地ではまれである1ただし，本菌では appressoriumの形成までにとどまったものが多く，約半数を占めた．appressoriumは準円形，洋梨形，卵形， 楕円形であるが，まれにやや不整形のものもみられたそのほとんどが表面平治であるが，まれに痢雀有し，大 きさは16・8M3910×120−18Opであるsubstomatalvcsicleはappressoriumの頂部もしくはその近く，ある いは側部から形成され，洋梨形，卵形，紡錘形で，大きさは84A2810×814−1ll2／↓であるinfection hypha の慮長は約50〃・であったが，木蘭の場合も前歯同様Substomatalvesicleとinfとction bγPllaとの境のはっきり しないものが多かったappressoriumのほとんとは触色であるが，Substomatalvesicle，infectionhyphaの両者 はわずか橙黄色に着色していた 5‥【ル∂㌍γ‘β‡〟仇批正紘別（ツユ・クサ）〔PlateFigり4参照〕 A，B，C，E培地に形成された．しかし，発芽管がまがりくねっており，しかも先端部ではコイル状にまいてい るため，appreSSOriumの観察が困難であったひかくてき観察しやすかった小数例の結果をのべると，aPpreS− SOriumは卵形，円形，紡錘形で，その頂端あるいは側部から棍棒状のSubstomatalvesicleが形成され，その幅 は基部あるいは先端にむかってしだいに細くなっているinfection hyphaについては，その伸びかけとおもわ

れるものがSubstomatalvesicleの先端部に認められたのみであった。 6・折仰り‘β‡声∂dβ（ソラマメ） A，Bの両培地に形成された ただし，aPPreSSOriumの形成だけに終っているものが大部分で，Substomatal VeSicleもそれらしいものがまれに観察されたのみである．appressoIiumは準円形で，わずか橙黄色に着色して いた 7‖ ぴrβ〝リ（・β∼軌朋肌（ヤハズソウ）〔PlateFig5参照〕 A以外の培地ではあlまり形成がよくなく，F培地ではまったく形成されなかった‖ appreSSOTiumは卵形，洋 梨形，倒三角形，楕円形で，表面は平滑，大きさは14l0≠224×8，0−11．2FLである．＄ubstomatalvesicleは appre5SOriumの頂端もしくは側部から形成され 準円形，楕円形で，大きさは1L2一一2臥0×8．4−14．0／‘である． infectionhyphaには数コの隔膜がみられ，最長は約35〃であった．ただし，その基部の幅のかなり広いものもみ られ，このようなものではSubstomatalvesicleとの境がはっきりしない． 8い び7β〝リ‘β！クrββmさ花g花∼（こシキソウ）〔■plateFig6参照〕 A，BC，D培地に形成されたh apPreSSOriumの多くは細めの洋梨形，楕円形，卵形であるが，まれにはまがっ たものや隔膜が1コあるものもみられた．大きさは＝2−19．6×64−14．Opである‖ penetrationpegの長い のがかなりあり，叔長20pを示した．substomatalvesicleの形成はわるかったが，その形態は根棒状あるいは紡 錘形を呈し，大きさは16t8−196×6l0−1l」2〃・であった．infectionhyphaの最長は25fLである． 9・防0堅グ“＝♪鳥αβr〃‘α呼〟∼（コマツナザ）〔第1図，PlateFig．7参照〕 A，B，C培地にだけ形成されたappressoriumは楕円形，卵形，洋梨形，倒三角形で，しばしば突起を有し， 大きさは19‖6−31“6×8・4−19・Opであるsubstomatalvesicleはappressoriumの先端あるいは側部に形成さ れ，棍棒状，紡錘形，準円形，ハ−卜型で ，3コの隔膜を有するものもみられた．その大きさは190−56・0× 第l図 Urowly‘CfT？hacrocar？us（コマツナギ）の培地上におけるinfection−typeStruCture

a appressorium， f 6nger−1ikepro，］eCtion， iinftctionhypha，

8r4”112fLであるinfectionhyphaの最長は61小6fLで，隔膜のあるものも認められた． 101Uro77tyCeiUignae（ササゲ）〔PlateFigh8参照〕 もっとも形成のよかったのはB培地であるが，まったく形成されなかったf培地をのぞきほかの培地にも多少 は形成されたappressoriumは洋梨形，卵形，楕円形で，まれに1コの隔膜を偏し，ほとんどのものが表面平 滑である大きさほ18Oq280×112−168FLであるappressoriumの先端あるいは側部からpenetrationpeg がでて，その長軸方向にSubstomatalvesicleが形成されるsubstomatalvesicleは−・般に棍棒状であるが，そ のほか洋梨形のものもあり，大きさほ195T・4115×100…19h5〃である．なお，penetIation pcgのかなり長い ものもみられたapprcssorium，Substomatalvesicleの両者とも無色のものが多く，着色している場合でも，わ ずかに橙黄色をおびる程度であった． Ⅳ 考 察 ムギ類に寄生する6種のさび菌夏胞子を供試して，infection−typeStruCtureの培地における形成をはじめて報 告したのはHuRD−KARRERら（5）（1947）であるが，このときの形成度はいちじるしく不良で，発芽胞子の01％以 下にすぎなかった．S＝ARPら（10）（1952），SI壬ARP（11）（1954）はPH6．2−66，ZnSOd9−14ppm添加の3％gelatin 培地を用い てエンバク冠さび菌の形成度を約40％に高めるとともに，pHが5・9，7．1のとき，また6小2−66の 最適pH値でもZnSO4池度が6ppm以下あるいは18ppm以上のときにはまったく形成されないことを明らか にしたZnSO．を1iあるいほ23ppm添加した0」5％wateragarでも5％程度は形成したが，形成に、70時間も ．の長時間を要し，しかもSubstomatalvesicleが直接胞子から形成されたというまたEMGE（8）（1958）によると， 2，000−5，000ft−Cの日光・80−・−850f・飽和湿度の状態にたもったコムギ果さび菌夏胞子は2¶3時間でappressorium， 3−4時間でpenetrationpeg，4u6時間でSubstomatalvcsicleを形成し，ひ善つづきさらに暗黒・85±250F。飽 和湿度のもとに16−18時間たもつと，infectionhyphaが形成された飯田ら（6）もムギ赤さび，果さび菌夏胞子を供 試して形成におよほす温度と日照の影響をしらべている それによると，水面において暗黒。200Cで発芽させ てから高温・日光にさらした果さび菌，温室内の水寒天上で高温・日光にさらした赤さび，果さびの両菌に若干 の形成がみられ，螢光燈を発芽後に15−30時間照射したときも同様であったさらにfuc｝；Sら（4）（1958）は， CySteine，1cucine，gluthathioneなどのアミノ酸をpyridoxineとともに培地に添加すると，コムギ果さび薗に けるSubstomatalvesicleの形成とinfection hyphaの仲良がともに促進され，この傾向はとくにCySteincでい ちじるしいと発表したinfectionhyphaの最長は3，300〃におよんだというから，HuRD−KARRr・Rら（5）の180．LL． 飯田ら（6）の160一〃と比べ，仲良の点ではかなりの進展をもたらしたといえよう。 本実験をすすめるにあたり，本器官の形成におよぼす栄養源，培地，pH，温度，光線などの影響を論じた上 述の諸成級をもまず検討したが，培地としては前報（9）で良結果を示したpeptone−Salts（pH7．0）を主体にするこ ととしたコムギ黒さび菌（4）で促進のみられた上述のCySteine，1cucine，glutathionも，前報（9）に示したとおりエ ンバク冠さび歯では効果が認められなかったので，添加しなかったまた，既報（7・9）のとおり，スズメノチッポ ウさび菌，エンバク冠さび菌の両菌は，暗黒の定温器中でも本培地上で良好な形成を示したから，本実験でも光 線の照射は除外することとした 実験結果の示すとおり，供試した10種のさび蔚はすべて，infectionstructurcに酷似する器官を培地上に形成 し，その形成度は全般的にはPeptOne−Salts培地のとき良好であった しかし他の培地のほうが形成のよかった 薗もあること，また，エンバク冠さび菌（9）の場合には，おなじくpeptone−Salts培地でもpH70に調整したも ののほうがpH未調整のもの（pH・5り5）よりもはるかに良好であったのに射し，今回は必らずしもそのような傾 向のもののみではなかったことなどから推して，形成に好適な培養条件は菌の種類によって成る程度異なるもの と思われるまた培地に形成されるinfectionstructureの性状においても，共通の−戯的なものは別として，形 態，大きさ，隔膜，色，形成方法などの細部の点で，大なり小なり差異がみられたしかし供試した3雨間では， 謁としての性状上の特徴のようなものはみいだせなかった 培地上に形成される本器官が真のinfectionstructureであるという確証は，まだ既往のとの歯でもえられてい ない．しかし，HuRD−K上・RRERら（5）は凸机・∠花さαgrαmi扇∫〝盆払，アgriJさ‘之花α，ア．dさ∼クβr一∼〃，ア‘∂r∂花α′〃，ク加r♂g≠， P”fOTgh‡の各さび菌が寄主上で示すinfectionstructureの形態的差異は，そのまま培地上の許常にも認められる

ことを指摘している，また飯田ら（6）は，培地上で21−116〃に伸長させたコムギ果さび菌のinfectionhyphaを， 薬の裏面表皮下に移植すると，反対側の表面に胞子堆が形成され，すなわち培地に形成されるinftction hypha の機能が寄主内菌糸のものと同】∵であることを明らかにした本実験においても，培地に形成される ア加〃ざ花さ〃 alliiのinfectionstructureほネギ，ラyキョウ，ノビルのいずれが寄主であったときでも，ほとんど同一Lの形態 を示した。これらの諸事実はいずれも，培地上の該器官が寄主上のものと同一であることを強力に支持するもの であるが，断定の資とするにはなお根拠の薄弱な−・面のあることも否めまい，しかし，appIeSSOriumの場合に は現在すでに，形態的に類似しているというだけの理由から，培地，寄主上の両者を同一儲官として取扱ってい る事例がかなり多いことなどをも省みるとき，infcction structureを構成する全器官にこれを広げても，現在の ところそれほど不当な処掛ではあるまいと考える Ⅴ 摘 要 （1）アかαg〝Z∠d∠〟mn‖dg−m明輝Ⅶ（ノイバラ），ア〟〃i扇α山路（ネギ，ラッキョウ，ノビル），ア〃β〃花J鳥β∼−勅南画切倒 （セリ），ぴr∂7り〃∼哩やg花di（αgdね＝（インゲン），打・‘OmmβJ査乃αβ（ツエクサ），ぴノお∂〃g（ソラマメ），ぴい∠わα花〟i（ヤハ ズソウ），打♪r∂gmま花β花i（ニシキソウ），打‡♪カαgr〃（・α呼〟∼（コマツナギ），打ひjg花αβ（ササゲ）の10種さび薗夏胞子 を6種類の寒天培地薄膜＿1二で発芽させ，infection−tyPeStruCtureの形態と形成状態を比較検討した。 （2）供試蘭のすべてに共通する放適培地はなかったが，全般的に形成の多かったのはpeptonelg，KH2PO4 025g，MgSO4。7王す20002g，SuCl′OSe25g，agarO∴7％，水100mlの処方の培地であった． （3）多くの菌に共通する−・般的性状も少なくないが，形態，大きさ，色，形成方法などの細部の点では，各供 試薗のinfection−tyPCStruCtureのあいだに大なり小なり差異が認められた， 引 用 文 南東

（l）DICKINSON，S：Studicsin the physiology of ObligatcparasitismII”Thcbchaviorofthegerm−

tubcsofcertainrustsincontactl∼・ithvariousmem−

branes，d花花加古，13，219−236（1949）

（2）∵−∼：DittoIVThe formationonmem− branes of haustoriabyrusthyphac and powdery mildewgerm−tubes，〟拍，13，345−353（1949） （3）EMGE，R G：Theinfluence oflight and tem− peratureontheformationofinfection−tyPeStruC− tures of Pucd7da grami71iIVarlrilicion artificial Substrates，P少IqOalhology，48，649−652（1958） （4）FucHS，W，H，GAERTNER，A：Untersuchungen

zur Keimungsphysiologie des Schwarzrostes Pu‘一 諭元㌢描祓狛鮎履（PERSl）ER！CKSS・u・HENN」，drJゐ

劫儲制商品，28，303−309（1958）

（5）HuRD−KARRER，AM」，RoDENHISER，HA： Structures corresponding to appressoria and substomatalvesiclesproducedonnutricnt−SOlution agarbycerealrusts，dmノβoJ，34，37ト384（1947） （6）飯田 格，高橋幸吉，田中敏夫：ムギ類さび病に 関する研究年次報告昭和36年度，泉北農試畑作病害 研究室，ト23（謄写刷） （7）内藤中人，谷 利一・，奥村良松：エンバク冠鋳病 菌およびスズメノチッポウ鈎病菌夏胞子の寒天培地 における発芽管伸長とinfection−type StruCtureの 形成，香川大農学報，12，84−92（1960）・ （8）−−−，松家男：さび薗胞子の培地上におけ るinfection−tyPe StruCture（Ⅰ），日穐病報，27，260 （1962）・（講演要旨） （9）−−− ，谷 利一・，戸出英郷：エンバク冠鋳薗 の人工培地におけるinfcction−typeStruCture，香川 大農学報，16，44−49（1964）・ （1（か SI｛ARP，E＝L，SMITF；，E．G：Theinfluence of pH and vesicle fbrmationin Pucci71ia cGrOnala

CoRDノ，ア丞タメ坤αJ如才og．グ，42，・58トう82（1952）・

（11）M”・rM：Lyophilisationandgerm−tubedevel− OPmentOfPucciniauredospores，IoとVaStale ColtJ

Inftction−tyPeStruCtureSPrOducedonartificialmediabysporesofrustfungiI

NakatoNAITOandNoboruMATSUKA

Summary This paper mainlydeals血ith a morphologicalstudyoftheinfection−typeStruCtureSWhich

Were prOduced on artificialmediabyuredospores of10species of rust fungi∼Phragmidim ro

DIETEL，ぞ甜〃f乃まαα〃わ（DC・）RuDOLpHI，P・〃β花d花gカβ∼−IわJ〃可／之rαβS・ITO，ぴr叩グ‘β！嘲g花dど（αJα′α∼LINK，打（〃雛∽β∼言花dβ

CooKE，UjdbacDEBARY，U・i10a71u！HIRATSUKA，U・Procmi71enSL丘vEILL丘，U∼PhaerocaTPusSYDOWandU uignae BARCLAYSpoIeSwereSOWnOn6kindsof agar−mediafilmandincubatedfbr24−48hoursat20−250CThe infection−typeStruCtureSprOducedconsistofbodiesthathaveacloseresemblancetoappressorium，penetration

peg，Substomatalvesicle andinftction hyphaWithinanymedium used there existednonethatwasmost

favorab】efbrallthefung‥ested toproducethestruc亡ures”AsawhoIc）however）arelative abundance of

productionwasbroughtaboutbypeptone−SaltsmediacontainlngpeptOnelg，KH2PO4025g，MgSO。・7H20 002g，SuCrOSe2．5g，agar O．7g，dist，WaterlOOmi“TheinfectiondtyPeStruCturCSムf theserust fungihad manysimilaritiesingeneralappearanCe，buttheywerediffヒrentfbreachspecicsindetailsofthemorpholog−

icalnatureandmodeofproduction

fig・1j）〟〃摘ね＝痛恨 AとB ラッキョウ薗，培地B；C ノビル菌，培地E； D ネギ菌，培地B Fig」2 f’α“査滋飢蛸㍑砿反日ねわ花びβrαg A 培地C；B 培地A；CとD 培地B Fig3 こ加関根＝財閥ゐ〟JαJ〟I A−C 培地A；D−F 培地B Fig・4 仁／r叩グ‘g∼‘〃∽mβJざ花dg AとB 培地C；C 培地E

a appressorium，f finger−1ikeproJeCtion，g germ−tube，iinfectionhypha， P penetrationpeg，S uredospore，V Substomatalvesicle

Figう Ur〃叩プ（β‡よ加花打！ AとC 培地A；B 培地C Fig6 こ7r叩グ“∼クr∂βmさ花β花∫ A−C 培地A fig7 乙Jr叩グ‘β∼∼タカαβrβ‘d疹〟∼ AとB 培地A；C−E 培地B；F 培地C Fig8 と／r叩ノ‘β川音g乃αβ A−D 培地B