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インディアンマスタード（Brassica juncea L.）におけるアルテルナリア病に対する誘導耐性の確認
Confirmation of Induced Tolerance to Alternaria Blight Disease in Indian Mustard (Brassica juncea L.).
PMID: 32617842 DOI: 10.1007/s12010-020-03362-2.
抄録
インドのマスタード（Brassica juncea L.）は、インドの重要な食用油糧作物である。生産性の低さが大きな問題となっており、生物学的ストレスの影響を受けている。このような病害の中でも特に抵抗性のある品種がないのが特徴であるが、本研究では、このような病害に対する抵抗性のある品種の開発を試みた。そこで、インドのマスタードを用いて、4年連続で冬期のラビでガンマ線とEMSを用いた変異体の単離実験を行った。さらに、形態的にも経済的にも優れたBrassica junceaの変異体を子葉期と成虫期に人工的にスクリーニングした。その結果，DRMR-M-163（11.7％），DRMR-M-158（13.1％），DRMR-M-174（13.8％），DRMR-M-177（18.6％）では，感染した子葉に最小のコニディアが存在することが確認された。変異体DRMR-M-178（19.8％）は最も高いラジカル消去活性を有していたが，DRMR-M-162（104.9mg/g AAE），DRMR-M-169（96.9），DRMR-M-161（96.9）はより高い抗酸化能を有しており，病原体に対する防御として機能していると考えられた．DRMR-M-168（8.4％），DRMR-M-173（8.3％），DRMR-M-171（7.9％），DRMR-M-165（7.4％），DRMR-M-175（7.2％），DRMR-M-172（6.9％）のフェノール含有率が高かったが，DRMR-M-161（192.7mg/g），DRMR-M-163（187.7mg/g），DRMR-M-161（96.9％），DRMR-M-161（96.9％）の方が抗酸化能が高いことがわかった。7mg/g），DRMR-M-164（132.7mg/g），DRMR-M-167（149.3mg/g），DRMR-M-173（196.0mg/g）およびDRMR-M-178（192.7mg/g）は感受性のあるRohini（379.3）に比べて総可溶性糖の含有量が低いことがわかった。生化学的パラメータの類似性に基づいて、変異体は4つの主要なクラスターにグループ化された。クラスター４は、有意に異なる変異体DRMR-M-172を含んでいた。また、マイトジェン活性化プロテインキナーゼ3(MAPK3)遺伝子の相対的な発現は、DRMR-M-177, DRMR-M-174, DRMR-M-175, DRMR-M-178, DRMR-M-170, DRMR-M-176, DRMR-M-172, DRMR-M-173で最も高く、ABストレスに対する応答性が良好であることがわかった。生化学的解析，リアルタイムPCR，クラスター解析の結果，DRMR-M-172変異体はAlternariaに対してより耐性があることがわかった。また，DRMR-M-178，DRMR-M-167，DRMR-M-177は耐性を示した。
Indian mustard (Brassica juncea L.) is an important edible oilseed crop in India. Low productivity is the major concern which is adversely affected by biotic stresses. Alternaria blight (Alternaria brassicae) is one among major diseases that has no resistant cultivar until now. Keeping in view, an experiment was conducted for isolation of Alternaria blight-tolerant mutants in Indian mustard using gamma radiation and EMS mutagens during four consecutive years in Rabi (winter season). Furthermore, the morphologically and economically superior mutants of Brassica juncea were screened artificially at cotyledonary and adult stage against Alternaria blight. Tolerance to Alternaria blight is observed in DRMR-M-163 (11.7%), DRMR-M-158 (13.1%), DRMR-M-174 (13.8%) and DRMR-M-177 (18.6%) with minimum conidia in infected cotyledons. Mutant DRMR-M-178 (19.8%) had the highest radical scavenging activity, while DRMR-M-162 (104.9 mg/g AAE), DRMR-M-169 (96.9) and DRMR-M-161 (96.9) had higher antioxidant capacity that appears to act as defence to pathogen. DRMR-M-168 (8.4%), DRMR-M-173 (8.3), DRMR-M-171 (7.9), DRMR-M-165 (7.4), DRMR-M-175 (7.2) and DRMR-M-172 (6.9) had higher phenol content which may be responsive for resistance, although DRMR-M-161 (192.7 mg/g), DRMR-M-163 (187.7 mg/g), DRMR-M-164 (132.7 mg/g), DRMR-M-167 (149.3 mg/g), DRMR-M-173 (196.0 mg/g) and DRMR-M-178 (192.7 mg/g) mutants are found to contain low levels of total soluble sugar compared with susceptible Rohini (379.3). Based on biochemical parameter's similarity, mutants are grouped in 4 major clusters. Cluster 4 contained significantly different mutant DRMR-M-172. Relative expression of mitogen-activated protein kinase 3 (MAPK3) gene was found highest in DRMR-M-177, DRMR-M-174, DRMR-M-175, DRMR-M-178, DRMR-M-170, DRMR-M-176, DRMR-M-172 and DRMR-M-173 which resulted the better response to AB stress. Based on biochemical analysis, realtime PCR and cluster analysis, DRMR-M-172 mutant appears more tolerant to Alternaria. DRMR-M-178, DRMR-M-167 and DRMR-M-177 mutants seem tolerant and could be utilized for further breeding programme.