灰色かび病（Gray Mold）として知られる Botrytis cinerea は、世界中のブドウ畑にとって重大な脅威であり、生育期間中および収穫後の品質低下とともに、多大な収穫損失を引き起こします。気候変動によってこの問題がさらに深刻化する中で、病害抵抗性を持つブドウ品種の開発がこれまで以上に求められています。病原体とブドウの遺伝的相互作用を理解することは、このような攻撃に耐えうる作物を育成するために不可欠です。こうした課題を踏まえ、ブドウの免疫機構を強化するための先進的な遺伝的介入を探るさらなる研究が必要とされています。
2024年7月10日に Horticulture Research 誌に発表された新しい研究（DOI: 10.1093/hr/uhae182）において、中国の南京林業大学（Nanjing Forestry University）および西北農林科技大学（Northwest A&F University）の研究者らは、CRISPR/Cas9技術を活用してブドウの Botrytis cinerea に対する抵抗性を強化することに成功しました。この先駆的な研究は、ブドウの免疫応答のメカニズムを詳細に分析し、より抵抗性の高いブドウ品種の育成に貢献する重要な遺伝子を特定しています。正確な遺伝子編集技術を活用することで、研究者らは非遺伝子組換え（Non-GMO）のブドウを生み出し、灰色かび病という世界的なブドウ産業の大きな課題に対処することを目指しています。本研究のオープンアクセス論文のタイトルは「Grapevine Gray Mold Disease: Infection, Defense and Management（ブドウの灰色かび病：感染、防御、管理）」です。
本研究では、Botrytis cinerea がブドウに感染する過程を詳細に解析し、病原体が生きた組織を利用する生養栄養相（biotrophic phase）から、感染組織を死滅させる壊死栄養相（necrotrophic phase）へ移行する仕組みを明らかにしました。特に、ブドウの抵抗性または感受性を決定する重要な遺伝子の特定が、本研究の鍵となっています。これらの発見により、化学的防除に依存せず、病害に対して自然に耐性を持つブドウ品種の開発が可能となる道が開かれました。
研究で活用されたCRISPR/Cas9技術により、これらの抵抗性関連遺伝子に対する精密な改変が可能となり、ブドウの灰色かび病に対する耐性を向上させることができました。本手法は従来の遺伝子組換え技術を使用せず、環境的・倫理的懸念を軽減しながら作物の改良を実現する、より持続可能なアプローチを提供します。本研究の成果は、ブドウの育種を革新し、さらに広範な農業分野における病害対策の向上にも貢献する可能性を秘めています。
本研究の筆頭著者であるベン・ファン博士（Ben Fan, PhD）は、「私たちの研究は、CRISPR/Cas9技術を用いた作物改良における重要なマイルストーンとなります。病害抵抗性の遺伝的要因を特定することで、ブドウが灰色かび病に対してより強くなれるよう設計できるため、ブドウ栽培の管理方法を根本的に変え、化学的介入を減らしながら収量を向上させる可能性があります」と述べています。
本研究の応用範囲は広く、灰色かび病耐性を持つブドウ品種の開発により、環境や人体に有害な化学殺菌剤への依存を軽減できます。さらに、この技術革新は収穫後の損失を減少させ、作物の収量を向上させることで、世界的な食糧安全保障の向上にも寄与する可能性があります。ワイン産業を超えて、このような遺伝子編集技術は、気候変動による課題が高まる中で、より持続可能な農業の実現に貢献するモデルとなるでしょう。
Horticulture Research について
Horticulture Research は、南京農業大学（Nanjing Agricultural University）が発行するオープンアクセスジャーナルであり、Clarivate社の 2022年版 Journal Citation Reports™ において園芸学カテゴリーの第1位にランクされています。本誌は、バイオテクノロジー、育種学、細胞・分子生物学、進化学、遺伝学、種間相互作用、生理学、作物の起源・栽培化など、主要な園芸植物および関連分野に関する研究論文、レビュー、展望、コメント、書簡などを掲載しています。
