東京大学ら、栄養状態で植物への感染を切り替える菌の鍵遺伝子を発見

ニュース紹介

「栄養状態に応じて振る舞いを変える菌の鍵遺伝子の発見」

「東京大学」大学院総合文化研究科の晝間敬教授、ニューフェルド・ジェイシー大学院生（博士課程）と、「奈良先端科学技術大学院大学」バイオサイエンス領域の高橋望助教、久保田茜助教、遠藤求教授らの研究グループは、植物に感染する糸状菌が、栄養状態に応じて感染のしかたを切り替える仕組みを明らかにしました。

リンが十分にある環境では、糸状菌は感染に必要なエフェクターNFC1（NUTRIENT-DEPENDENT FACILITATOR OF COLONIZATION1）を使い、植物の概日リズムに干渉します。リンが欠乏すると、菌のリン欠乏応答を制御する転写制御因子CtPHO4がNFC1の発現を抑え、植物への感染を抑制します。

研究グループは、植物に感染する微生物の感染機構を、微生物自身の栄養応答と結び付けて明らかにした点に独自性があるとしています。本研究は、科学誌『Cell Reports』に2026年11月11日（米国東部時間）付で掲載されました。

出典：科学技術振興機構（JST） 2026年11月12日 プレスリリース／掲載誌：Cell Reports／DOI：10.1016/j.celrep.2026.118298
https://www.jst.go.jp/pr/announce/20261112-2/index.html

FrontJournalの解説

この研究分野について

植物の根には、土の中のさまざまな「糸状菌」（カビの仲間で、菌糸を伸ばして育つ微生物）が棲みついています。植物に病気を起こすものがいる一方、成長を助けるものもおり、同じ菌でも環境によって植物への影響が変わることが知られています。

環境を左右する要因の1つが、植物にとって欠かせない栄養素の「リン」（肥料の三要素の1つ）です。Colletotrichum属の糸状菌では、リン欠乏下でシロイヌナズナの成長を助け、リンが十分な条件では促進が見られなかった例が報告されています。

①リンが十分な環境でNFC1が植物の概日リズムに干渉する

研究グループは、リンが十分な環境で、糸状菌が植物に感染するために必要な遺伝子「NFC1」を見つけました。NFC1は、菌が植物に作用させるタンパク質「エフェクター」（宿主の働きを操作する分子）の1つです。

NFC1が干渉する相手は、植物の「概日リズム」（約24時間周期で生体活動を調節する体内時計）です。概日リズムは病害への強さにも関わり、英国の「ワーウィック大学」の研究では、灰色かび病菌を夜明けに接種した植物のほうが、夜間に接種した植物より感染が抑えられました。

②リン欠乏時はCtPHO4がNFC1を抑えて感染を止める

リンが欠乏すると、菌の中で転写制御因子「CtPHO4」（遺伝子のオン・オフを切り替えるタンパク質）が働き、NFC1の発現（遺伝子が働くこと）を抑えます。その結果、植物への感染も抑えられます。

菌自身が周囲のリン不足に応じて、感染に使う遺伝子を切り替える仕組みです。研究グループは、微生物の栄養応答が感染の戦略を決める仕組みを理解し、制御するための重要な知見になるとしています。

FrontJournalからのひとこと

同じ菌が、周囲のリンの量に応じて植物への振る舞いを変えます。今回、その切り替えの鍵として菌の側の遺伝子が特定されました。植物の栄養状態に加えて菌の栄養状態にも目を向ける視点は、植物と微生物の関係を読み解く手がかりになります。応用はこれからですが、土壌中の微生物と作物の付き合い方を考える際の基礎知識として注目したい成果です。

FrontJournal編集部