DNA

Scientific Reports volume 13、記事番号: 12602 (2023) この記事を引用

メトリクスの詳細

Pratylenchus 属の根病変線虫 (RLN) は、世界中の穀物生産に重大な被害を引き起こしています。 気候変動により、効率的で環境に優しい処理がなければ、RLN による被害は増加すると予測されています。 野外および温室における RLN の顕微鏡評価は、時間と労力を要します。 その結果、穀物育種家はこの害虫をほとんど無視してきました。 我々は、標準化された PCR アプローチを使用して、感染した穀物の根の RLN を測定する方法を紹介します。 公的に入手可能なプラティレンクス・ネグレクトスプライマーの組み合わせを評価した。 RT-qPCR アッセイに最適なプライマーの組み合わせが、感染した穀物の根内の P. ネグレクトを検出および定量するために同定されました。 RT-qPCR 検出アッセイを使用すると、P. ネグレクトを他の植物寄生性線虫と明確に区​​別することができました。 オオムギと小麦の根から、総 DNA 当たりそれぞれ 0.863 ng/μl と 0.916 ng/μl という低量の P. ネグレクトス DNA を同定することができました。 単一の P. ネグレクトス個体が水懸濁液中および大麦と小麦の根から検出されました。 RT-qPCR 検出アッセイは、顕微鏡による線虫の同定と定量に代わる堅牢かつ正確な方法を提供します。 これは、農家の圃場で P.ネグレクトを検出および定量するために大規模な集団をスクリーニングする必要がある耐性育種にとって興味深い可能性があります。

約 4,100 種の植物寄生性線虫 (PPN) 種が知られています1。 多くは世界中の農業や園芸において壊滅的な害虫です2,3。 例えば、作物 PPN によって引き起こされる世界的な収量損失は約 15% と予測されており、一部の地域では損失が 50% を超えています4、5、6。

Pratylenchus 属の根病変線虫 (RLN) は、根こぶ線虫とシスト線虫に次いで、世界中で 3 番目に作物に被害を与える PPN です 7,8。 RLN による被害は、関与する線虫の種、気候、宿主の範囲、線虫の毒性、作付システムなどのさまざまな要因の影響を受けます。 研究では、作物と侵入の深刻度に応じて、さまざまな作物で RLN による収量損失が 5 ～ 50% の範囲で報告されています 2,7。

Pratylenchusgnoregus と P.thornei は、穀物中の 2 つの最も重要な RLN です。 土壌中のP.ネグレクトの個体数は小麦粒収量と負の相関があります9。 オーストラリアでは、小麦の収量が最大 30% 減少する可能性があります10。 P.ネグレクトアスは米国太平洋岸北西部の乾燥地小麦畑の90%以上で検出され、被害額は年間5,100万ドルと推定されている11、12、13。 ヨーロッパでは、農家は狭い輪作と早い播種日を採用しており、これがRLNによる被害を増大させています14,15。 ドイツの有機農業における PPN の調査では、収集された土壌サンプルの 90% 以上で Pratylenchus 属と Tylenchorhynchus 属が発見されました 16。 RLN は、その種の多様性、移動行動、形態学的類似性、他の土壌伝染病原体や環境ストレスによる同様の被害症状、訓練を受けた線虫学者の不足などの理由から、しばしば見落とされてきました 17。 形態的特徴に基づいて線虫を識別するには時間がかかり、線虫の分類には膨大な専門知識が必要です。 定量化プロセスには時間がかかり、多くのサンプルからこれらの種を数えて特定することは、特に他の線虫が存在する場合には困難です。 たとえば、P. ネグレクトを P. thornei および他の密接に関連した Pratylenchus spp. と区別します。 唇輪の数、尾の形状、外陰部の位置などの小さな形態的特徴に基づいています18。 さらに、種の同定は、環境条件や表現型の変化によって複雑になる可能性があります 13,19。 これらの課題のため、線虫を識別するための簡単かつ迅速な診断戦略を開発する必要があります。 形態学的データと分子データを結合することは、診断研究の解像度と信頼性を向上させるのに理想的です20。