ブドウ樹内の酵母、実験室試験で白腐れ病原菌を83%抑制

学術誌OENO Oneに掲載された研究によると、ブドウ樹の木部内部に自然に生息する酵母は、実験室試験でFomitiporia mediterraneaの増殖を強く抑えることが示された。この菌は、世界でも最も被害の大きいブドウ樹幹病害の一つであるエスカを特徴づける白腐れと、最も頻繁に関連づけられている。

木曜に公表されたこの研究では、イタリアのゴリツィア地域にあるFossalonのブドウ畑で、Cabernet SauvignonとSauvignon Blancの樹から分離した内生酵母を調べた。著者らによると、エスカは木部腐朽と密接に結びつき、ブドウ畑で大きな損失をもたらす一方、木質組織に生息する酵母の役割は、すでにこの病害に関連づけられている菌類に比べ、はるかに注目されてこなかった。

研究チームは2023年9月、Cabernet Sauvignon 10株とSauvignon Blanc 9株を含む計19株の樹から幹と主枝を採取した。いずれも樹齢13年で、エスカに感受性があるとみなされていた。木部からは、無症状組織、壊死斑、白腐れの3種類の組織を採取した。これらのサンプルから、Aureobasidium pullulans、Papiliotrema terrestris、Rhodotorula glutinis、Hanseniaspora uvarumの4種に属する37株の酵母株を同定した。

これらの分離株の主な供給源は白腐れであり、研究者らは、この腐朽した木部が、病原菌に対して拮抗的にふるまう酵母にとって選択的な生息域であることを示していると述べた。実際には、病害に侵された木部そのものが、被害の一部を引き起こす菌に干渉しうる微生物を宿している可能性があることを意味する。

研究者らは次に、これらの酵母がFomitiporia mediterraneaをin vitroで抑制できるかどうかを検証した。直接培養試験では、その効果は菌株によって大きく異なった。この菌株ごとの差は、研究の中心的な発見の一つだった。すべての酵母が有効だったわけではないが、他より大幅に優れたものもあった。

特に有望だったのは、Rhodotorula glutinisとPapiliotrema terrestrisの菌株だった。研究者らが選抜した酵母が放出する揮発性化合物に注目したところ、それらの空中伝播性代謝産物は病原菌の菌糸成長を最大83%抑制した。論文では、非揮発性代謝産物も菌の増殖を有意に阻害したと報告している。

この研究は単純な増殖測定にとどまらなかった。研究チームは、選抜した酵母がFomitiporia mediterraneaのリグニン分解酵素活性、とくにラッカーゼとマンガンペルオキシダーゼ関連活性にどう影響するかも調べた。これらの酵素が重要なのは、白腐れが木部の腐朽を伴うためである。著者らは、酵母との共培養によって病原菌の酵素活性が変化したことを見いだし、この相互作用がブドウ樹木部の分解の仕組みを変える可能性を示唆した。

この研究はブドウ畑ではなく、管理された実験室条件下で実施されており、著者らはこれらの酵母をそのまま使える処理法として提示してはいない。その代わり、酵母由来の揮発性・非揮発性代謝産物が病原体の発育を抑えるのに役立ち、ブドウ樹幹病害のより持続可能な管理戦略を支えうるという証拠として結果を位置づけた。

その意義は植物病理学にとどまらない。ブドウ樹幹病害はブドウ畑の寿命、生産性、果実供給を低下させ、ワイナリーやより広い飲料分野にも影響しうる。今後の研究で、これらの酵母の一部が圃場で白腐れの管理に役立つと確認されれば、生産者やワインメーカーは、従来の化学防除への依存を減らしながらブドウ樹を守る別の手段を得られるかもしれない。安定したブドウ品質と長寿命のブドウ畑に依存する業界にとって、幹病害管理の小さな改善であっても経済的価値は大きい。

この記事はまた、ブドウのマイクロバイオームを生物的防除資材の供給源として活用しようとする、ブドウ栽培研究のより広い流れも示している。細菌や糸状菌の方がこの分野では注目されてきたが、著者らは、木部に生息する酵母は、腐朽木に存在することが知られているうえ、他の微生物に影響を与える化合物を産生する能力もあるにもかかわらず、十分に研究されてこなかったと述べた。

エスカは、生産者にとって依然として対処の難しい病害複合体である。症状には、木部の褐色条斑、壊死斑、そしてとりわけ多年生組織の白腐れが含まれる。影響を受けた一部の樹では、タイガーストライプとして知られる葉の症状も現れるが、木部をコロニー化する病原体と葉症状との直接的な因果関係は、なお解明されていない。感染過程は新しい剪定傷口から始まることがあり、木部での病勢進展には数か月から数年かかることもある。近年の研究では、感染した苗木が、ブドウ樹が植え付けられる前にすでに病原体を畑へ持ち込む可能性も指摘されている。

こうした背景のもと、この新しい論文は、これまで見過ごされがちだったブドウ樹マイクロバイオータの一部に焦点を当てた。研究者らは、ブドウ樹木部から直接酵母を分離し、その生物体と代謝産物の両方をFomitiporia mediterraneaに対して試験することで、さらなる研究に向けた有望な候補をいくつか特定した。

論文によると、掲載後に学術誌は、編集部が誤った版を最初に掲載していたため、修正版で記事を更新した。研究に付された通知によれば、修正版にはタイトルと本文内容の変更が含まれている。

更新版の掲載後も、核心は明確だ。ブドウ樹木部の内部にすでに生息している一部の酵母は、実験室条件下で重要な白腐れ病原菌を強力に抑制でき、とくに揮発性化合物が高い活性を示した。研究者に残された次の問いは、その効果が、病害圧、木部構造、気候、ブドウ畑管理の条件がペトリ皿の中よりはるかに複雑なブドウ樹でも、安定して再現できるかどうかである。