２.病害虫・雑草防除

(３)植物・有機物利用等による病害虫防除技術

１）病害虫抵抗性品種の開発と利用

オ．果樹

(ア)病害

　果樹においてはこれまで、高品質を指向する品種の育成が主として進められ、黒斑病抵抗性のニホンナシ、幸水、豊水などのような一部の例を除けは病害抵抗性品種の開発はわが国では希有であった。このため、果樹病害のうち糸状菌や細菌に起因するものの防除は、一般には殺菌剤に依存する度合いが高く、ニホンナシの黒星病などでは、年間の薬剤防除回数が20回を越えることも少なくない。しかし、栽培者の高齢化や後継者不足の問題から薬剤散布作業の省力化が望まれているほか、生産された果実の安全性に対する消費者の不安を解消するためにも、病害抵抗性品種の早急な開発と利用が必要となっている。このような技術の開発はまた、環境への農薬投下量の削減を実現し、更に病原菌の薬剤耐性の獲得を回避して、農薬の効率的な使用をも可能にすると考えられる。

ア）ナシ

　果樹における耐病性品種育成に関する最近の成功例として特筆すべきものは、黒斑病に対するニホンナシ品種、ゴールド二十世紀である(10,29,30)。黒斑病に罹病性(感受性)の二十世紀の苗木にガンマ線を緩照射し、黒斑病菌の産生する宿主特異的毒素、ＡＫ－毒素を用いて耐病性の変異体が選抜された(27,28)。そのうちの1系統、γ-1-1は圃場条件でも黒斑病に強く、また耐病性以外の形質で二十世紀と違いがみられなかったことから、ゴールド二十世紀(なし農林15号)と命名され、品種登録された。但し、この品種は黒斑病に対して、既存の長十郎や幸水のような完全な抵抗性(免疫性)ではなく、中位の耐病性であった。また、この性質は後代に遺伝し(31)、中位の耐病性には周縁キメラと遺伝的中位(漏出型突然変異)の2つの要因が関係していると考えられた。

　ゴールド二十世紀では、年間10回の防除暦が試行的に提示され、防除回数の半減、袋掛けの簡素化、黒斑病による被害の回避などによる経済効果も試算され、鳥取県においてはゴールド二十世紀の新植もしくは高接ぎ更新が現在進行中である(37,38)。

　その後、黒斑病罹病性のニホンナシ品種、新水及びおさ二十世紀の休眠枝を用いてガンマ線の急照射が行われ、耐病性の突然変異体が各1系統選抜された(20)。また、おさ二十世紀では更に、生長点培養に対するガンマ線の急照射により黒斑病耐病性の1系統が得られた(32,34)。この場合も耐病性は中程度であり、免疫性とは異なったが、ガンマ線照射と組織培養法を組み合わせることにより、突然変異頻度が高まることが示唆された。おさ二十世紀はもともと、二十世紀の自家和合性枝変わりとして種苗登録された品種であり、人工受粉のための労力の省力化に加え、黒斑病耐病性の付与による薬剤散布の軽減が期待されている。

　生長点培養に対するガンマ線の照射は斑点落葉病に罹病性のリンゴ品種、印度や王林でも試みられ、病原菌の宿主特異的毒素ＡＭ－毒素を処理しても壊死を起こさない変異体が各1系統選抜された(33,34)。これらは病原菌胞子の接種に対しても中位の耐病性を示した。

　なお、越後×新水の交雑実生から選抜育成された新品種、南水は晩生で食味良好の赤ナシ品種であるが、黒斑病に罹病性であることが知られ、二十世紀と同様の防除体系が必要であるとされた(8)。また、明月と豊水の掛け合わせによる極早生のナシ品種、喜水も黒斑病に対して新水と同程度の罹病性を示し、今後この品種の栽培拡大に伴って、黒斑病防除の必要性が増すものと考えられた(35)。

　黒星病はニホンナシの最も重要な病気の1つであるが、本病に対する抵抗性品種が実用化されていないために、その防除は専ら殺菌剤に依存せざるを得ない。病害抵抗性品種の育成に際しては、病原菌における病原性の分化、即ちレースや分化型、病原型の存在について調査しておくことが必要である。ナシ黒星病菌の場合、幸水や二十世紀、豊水などニホンナシの主要品種から採集した菌の間には病原性の分化は見られなかった(6)が、ナシの1保存系統、マメナシ12から得られた黒星病菌はマメナシ12のみに病原性を示し、そのほかの野生ナシやニホンナシ、セイヨウナシには病原性を示さなかった(5)。このように、ナシ黒星病菌の種内で病原性の変異が起こり、レースが存在することが示唆された。更にその後、マメナシ12と幸水の両者に病原性を持つ新たなレースが見いだされ(7)、3つのレースの存在が明らかになった。ほ場における自然発病の調査や鉢植え植物を用いた菌の接種試験の結果から、ニホンナシ品種、巾着やチュウゴクナシ品種で、Pyrus bretschneideriに属する紅梨が黒星病に抵抗性であることが示され(4,6)、これは別の試験においても確認された(2)。また、巾着はナシ黒星病菌の3つのレースの何れに対しても抵抗性を示すことが最近明らかになり、黒星病抵抗性品種育成のための貴重な遺伝資源として活用されつつある。これに対して、当初抵抗性であると考えられたナシ品種、水秀に最近黒星病の発生が初めて確認された(7)が、これが新しいレースの出現によるものかどうかはまだ明らかではない。

　ニホンナシの抵抗性の検定方法に関して、黒星病菌の接種後の判定時期、接種源の分生胞子濃度や葉齢と発病程度などについても最近検討が加えられ(1)、展葉20日後までの若齢葉、すなわち第10葉までを対象とすることで、安定した検定結果が得られた。更に、接種28日後には抵抗性と罹病性の判定が可能であったが、接種42日後では罹病性の程度まで含めて、より正確に判定することができた。そこで、この方法を用いて黒星病抵抗性が調べられ、近年育成されたニホンナシ品種、新星、秀玉、筑水、八里は何れも高度罹病性と判定された(2)。一方、P.bretschneideri の昌渓梨、中国原産のP.pyrifoliaである蒼渓梨などは高度抵抗性、チュウゴクナシの P.ussuriensisに分類される北京白梨などは抵抗性とみなされた。しかし、蒼渓梨や北京白梨については、中国で黒星病の発生が知られることから、ニホンナシ品種を侵す黒星病菌とは病原性の異なるレースが中国に存在する可能性がある。

　ナシ赤星病は有効な殺菌剤の開発によって、最近その被害が減少傾向であるが、病原菌に病原性を異にするレースの存在することが明らかになった(26)。幸水と水秀の両品種に大型病斑を形成する菌をレース1、幸水に大型病斑を形成し、水秀には微細な病斑しか形成しない菌をレース2と呼ぶことが提案された。両レースは各地に均一に分布しているようであるが、菌の接種に供試したニホンナシ品種は水秀を除いて何れも大型病斑を形成し、抵抗性のものは認められなかった。一方、セイヨウナシ品種にはほ場で赤星病の症状が見られないものが多い、そこで、セイヨウナシの抵抗性形質をニホンナシに導入することが計画され、種間父雑を行った結果、抵抗性の導入が可能であることが確認された(9)。

イ)リンゴ

　ナシ黒星病と近縁のリンゴ黒星病では欧米を中心に抵抗性育種が盛んに進められている(3,14,18)。世界中でこれまでに約50の黒星病抵抗性品種が世に出ているが、そのうちLibertyやRedfree或はFlorinaなどに代表される39品種は野生種Malus floribunda 821に由来する抵抗性遺伝子Vfを導入したものである。初期の抵抗性品種と異なり、最近発表されたGoldrushやEnterpriseなどの品種では、品質面でも標準的なリンゴ品種と同等またはそれ以上の評価を得ている。したがって、これらの品種が流通経路に乗れば、消費者に受け入れられることが期待される。LibertyやWilliams'Prideは黒星病の他、ファイアブライト(火傷病)、うどんこ病や赤星病にも高度の抵抗性を示す。

　ところで、単一の病害抵抗性遺伝子が菌の新たなレースの出現により崩壊する可能性も以前から指摘され、FreedomのようにVf遺伝子の他に既存品種、Antonovkaがもつポリジーン支配の抵抗性を更に付与したものも育成された。現在、黒星病抵抗性の分子マーカーを探索するために、Vf遺伝子と連鎖するRAPD(random amplified polymorphic DNA)マーカーがリンゴで解析されている。

　リンゴ黒星病菌には従来から5つのレースが知られ、Vf遺伝子はこれらすべてのレースに抵抗性を発現していた。しかし、この遺伝子をもつ抵抗性品種、Primaの実生から1988年ドイツで分離された菌株はFlorinaやPrima、Libertyにも病原性を示した(24)。このVf遺伝子を打破する新しい菌の系統はレース6と名づけられたが、イギリスでも最近、M.floribundaと思われる樹から分離された黒星病菌がVf遺伝子をもついくつかの抵抗性品種を侵すことが報告された(25)。このことから、品種の育種戦略として、Vf遺伝子のような単一の抵抗性遺伝資源のみに依存するのではなく、独立した抵抗性遺伝子を少なくとも2つ

組み合わせることが必要という考えが更に強まっている。

　わが国では、リンゴ黒星病抵抗性育種に関する研究は余り行われていないが、リンゴの品種、選抜実生などに黒星病菌を接種した結果、Vf遺伝子をもつ033-90やRussian seedlingの抵抗性遺伝子をもつNY58516-5においても典型的な黒星病斑が出現した(21)。また、Vf遺伝子をもつその他の選抜実生及び、M.micromalus、Antonovkaの抵抗性遺伝子をそれぞれもつ049-91やNY18491においても分生胞子形成を伴う退色病斑が出現した。また、接種に用いた菌株によって異なった反応を示す植物が数種認められ、これらを病原菌の類別に

利用できる可能性が示唆された。

　最近育成されたリンゴ品種、さんさはかなり強度の黒星病抵抗性を示すことが明らかになっている。また、この抵抗性はポリジーン支配であると思われ、現在その遺伝様式が検討されている(36)。

ウ)カンキツ

　カンキツかいよう病は細菌に起因する最重要病害の1つである。本病に対するカンキツ類の抵抗性については古くから調べられていたが、菌の針接種によって抵抗性の程度を簡易かつ早期に知ることができる幼苗検定法が近年確立された(15)。4月に播種した実生が4ヵ月令に達した時点に、比較的硬化した中位から下位の葉に細菌濃度10^7個/mlのかいよう病菌を単針付傷接種し、100～120日後の病斑の大きさで抵抗性を判定する。

　この方法を用いて、各種の交雑実生についてかいよう病抵抗性の後代検定を行った結果、抵抗性は大きくは優性の単一遺伝子により制御されていた(16,17)。優性ホモの品種にはポンカン、ウンシュウミカンなどが、またヘテロの品種にはユズ、清見、ハッサク、クレメンティンなどがあった。これらの品種はほ場におけるかいよう病抵抗性がやや弱から最強までの範疇にあった。一方、劣性ホモの品種にはオレンジ、グレープフルーツ及びクレメントがあり、これらは抵抗性が弱及び最弱の範疇にあった。そこで、交配母本にウンシュウミカン、ポンカン、清見等を使用することにより、新品種となるような重要な諸形質をもち、併せてかいよう病抵抗性を有する個体を比較的容易に得ることができることがわかった。

　先に述べたニホンナシの新品種、ゴールド二十世紀ではガンマ線照射によって生じた周縁キメラが黒斑病に対する耐病性の発現に重要であったが、この周縁キメラを合成する試みがカンキツでなされた(11-13)。先ず、既存の周縁キメラである小林ミカンと金柑子ウンシュウについて、母品種の病害抵抗性が周縁キメラ上でどのように発現するかが調査された。かいよう病、そうか病及びカンキツトリステザウイルス(CTV)に対して、母品種の両方が抵抗性であるとき、周縁キメラは抵抗性を示し、母品種の両方が罹病性であるときは周縁キメラも罹病性であった。更に、かいよう病とそうか病については、母品種の一方が抵抗性であれば、周縁キメラも抵抗性を示したが、CTVに対しては、母品種の一方が抵抗性であっても周縁キメラが抵抗性であるとはいえなかった。

　次いで、川野ナツダイタイと福原オレンジを母品種とし、これらの珠心胚実生の幼苗を用いて合成周縁キメラ植物、NF-1(=FN-1)とNF-3が作出された。周縁キメラは3層からなる茎頂起原層が遺伝的に異なる組織で構成されるが、かいよう病とCTVに抵抗性の品種の組織を第2層と第3層に、また第1層に高品質品種の組織を導入したキメラを作出すれば両病害に抵抗性で高品質の果肉をもつカンキツとなることが期待される(22)。そこで、起原層第2層と第3層にかいよう病とCTVに抵抗性の組織を簡易に導入する手法が確立され、DHS法と呼称された(23)。また、作出された品種はNF-5と名づけられた。

　以上のように、合成周縁キメラを作出、利用して病害抵抗性と優良形質の両方を備えた品種を育成することにより、重要病害の問題を解決するというアプローチが、今後カンキツ以外の果樹においても可能となることが期待される。

エ)ビワ

　果樹の病害抵抗性の生化学的機構に関して、最近目立った進歩は少ないが、ビワではがんしゅ病菌の接種によって枝の靭皮部に生成されるファイトアレキシン、aucuparinが抵抗性に関与しているものと推察された(19)。病原菌を接種した場合、抵抗性の強い品種では靭皮部が高い褐変度を、逆に抵抗性の弱い品種では低い褐変度を示し、褐変度とファイトアレキシンの生成量との間に高い相関関係が見られた。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(果樹試験場　　石井英夫)

　　　　文　　献

1)阿部和幸、栗原昭夫．ニホンナシ黒星病抵抗性の検定方法．果樹試報．23, 155-168(1992)

2)阿部和幸、栗原昭夫．ニホンナシ黒星病抵抗性の種・品種間差異．園学雑．61, 789-794(1993)

3)Crosby,J.A. et al. Breeding apples for scab resistance: 1945-1990. Fruit Var.J. 46, 145-166(1992)

4)石井英夫ほか．ナシの黒星病抵抗性:ナシ属植物における抵抗性の種、品種間差異．日植病報．54, 71(1988)

5)石井英夫ほか．ナシ属植物黒星病菌の変異と寄生性分化機構(1)．日植病報．57, 404(1991)

6)Ishii,H. et al. Scab resistance in pear species and cultivars. Acta Phytopathologica et Entomologica Hungarica. 27, 293-298(1992)

7)石井英夫ほか．ナシ黒星病菌にみられる病原性の分化日植病報．60, 330-331(1994)

8)岩波靖彦、斉藤栄成．日本ナシ“南水”の黒斑病罹病性．関東東山病虫研報．40, 125-127(1993)

9)壽和夫．“Ⅰ．抵抗性品種の育成と利用(現状と展望):7．果樹(ナシ)”．病害防除の新戦略．駒田旦ほか編．東京、全農協、1992,79-83

10)壽和夫ほか．ニホンナシ新品種‘ゴールド二十世紀’．生物研報．7, 105-120(1992)

11)久原重松、田中篤哉．カンキツの周縁キメラにおける病害抵抗性．日植病報．53, 82-83(1987)

12)久原重松．カンキツにおける合成周縁キメラの作出．九農研．50, 222(1988)

13)久原重松．カンキツの周縁キメラ個体の作出とその病害抵抗性．植物防疫．43, 25-29(1989)

14)Lespinasse,Y. "Breeding pome fruits with stable resistance to diseases: 3 genes, resistance mechanisms, present work and prospects"．Integrated control of pome fruit diseases. Vo1.II. Gessler,C. et al. eds. Zurich, Inst.Phytomedicine, 1989, 100-115

15)松本亮司、奥代直巳．付傷接種によるカンキツかいよう病抵抗性の幼苗検定法について．果樹試報D．10, 11-23(1988)

16)松本亮司．カンキツかいよう病抵抗性育種の現状と展望．育種学最近の進歩．30, 156-169(1989)

17)松本亮司、奥代直巳．カンキツかいよう病抵抗性の遺伝．園学雑．59, 9-14(1990)

18)Merwin,I.A. et al. Scab-resistant apples for the northeastern United States: new prospects and old problems. Plant Dis. 78, 4-10(1994)

19)森田昭．ビワがんしゅ病病原細菌の類別とビワ品種の抵抗性に関する研究．長崎果試特別報告．1-58(1988)

20)村田謙司ほか．ガンマ線の急照射によるナシ黒斑病耐病性突然変異体の選抜．園学雑．62, 701-706(1994)

21)中沢憲夫ほか．リンゴ黒星病に対する品種及びMa1us属植物の抵抗性．北日本病虫研報．39, 259(1988)

22)Ohtsu,Y. and Kuhara,S. Periclinal chimera of citrus resistant to citrus canker and citrus tristeza virus: chimerism and composition of fruit tissue in the synthetic periclinal chimeras 'TN-1'and 'NF-3'. Ann.Phytopath.Soc.Japan. 60, 20-26(1994)

23)Ohtsu,Y. Efficient production of a synthetic periclinal chimera of citrus 'NF-5' for introduction of disease resistance. Ann.Phytopath.Soc.Japan. 60, 82-88(1994)

24)Parisi,L. et al. A new race of Venturia inaequalis virulent to apples with resistance due to the Vf gene. Phytopathology. 83, 533-537(1993)

25)Roberts,A.L. and Crute,I.R. Apple scab resistance from Malus floribunda 821(Vf) is rendered ineffective by isolates of Venturia inaequalis from Malus floribunda. Abstracts of the 3rd Workshop on Integrated Control of Pome Fruit Diseases. Lofthus, Norway, 1993, 43

26)佐久間勉．ニホンナシ赤星病菌(Gymnosporangium asisticum Miyabe et Yamada)の生態型及びそれらに対する各種ナシ属植物の感受性．果樹試報．22, 67-78(1992)

27)Sanada,T. Selection of resistant mutants to black spot disease of Japanese pear by using host-specific toxin. Japan.J.Breed. 38, 198-204(1988)

28)Sanada,T. et al. Resistant mutant to black spot disease of Japanese pear 'Nijisseiki' induced by gamma rays. J.Japan Soc.Hort.Sci. 57, 159-166(1988)

29)真田哲朗．果樹における高品質品種の耐病性をめぐる問題:ニホンナシ黒斑病耐病性、ゴールド二十世紀．植物防疫．45, 465-468(1991)

30)真田哲朗ほか．ニホンナシ黒斑病耐病性突然変異新品種「ゴールド二十世紀」の育成．育雑．43, 455-461(1993)

31)Sanada,T. et al. Inheritance of intermediate resistance to black spot disease in an induced Japanese pear mutant 'Go1d Nijisseiki'． J.Japan Soc.Hort.Sci. 62, 689-693(1994)

32)田平弘基ほか．ガンマ線を照射したおさ二十世紀ナシ培養植物からのAK毒素による黒斑病抵抗性個体選抜．日植病報．59, 84(1993)

33)田平弘基ほか．ガンマ線を照射したリンゴ培養植物からのAM毒素による斑点落葉病抵抗性個体の選抜．日植病報．59, 753-754(1993)

34)Tabira,H. et al. "Selection by AK- and AM-toxins of mutants resistant to black spot and Alternaria blotch from gamma ray-irradiated in vitro plants of Japanese pear and apple"．Host-specific toxin: biosynthesis, receptor and molecular bio1ogy. Kohmoto,K. and Yoder,O.C. eds. Tottori, Tottori University, 1994, 295-297

35)外側正之、増井伸一．ナシの新品種「喜水」の黒斑病に対する抵抗性．関東東山病虫研報．40, 129-130(1993)

36)土屋七郎“Ⅰ．抵抗性品種の育成と利用(現状と展望):7．果樹(リンゴ－黒星病)”．病害防除の新戦略．駒田旦ほか編．東京、全農協、1992, 83-91

37)内田正人．ゴールド二十世紀によるナシ産地活性化の方策(1):新品種の出現が産地を甦らせる期待．農業技術．46, 297-301(1991)

38)内田正人．ゴールド二十世紀によるナシ産地活性化の方策(2):新品種の出現が産地を甦らせる期待．農業技術．46, 355-359(1991)