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古代から現代まで：キサントモナスはどのようにして今日知られている病原菌に進化したのか？
キサントモナスは、ギリシャ語の「xanthos」（黄色）と「monas」（物質）に由来する細菌の属で、その多くが植物病の原因となります。この属には少なくとも 27 種の植物関連の Xanthomonas 種が含まれており、これらを合わせると 400 種を超える植物種に感染します。それぞれの種は、通常、特定の宿主および/または組織の範囲と定着戦略を有しており、これらの組織特性は病原体の進化と密接に関連しています。
草の分類の変化
Xanthomonas 属の発展については、多くの分類学的および系統学的研究が行われてきました。バクテリア・ベシカトリウムは、1921 年にピーマンとトマトの病原菌として初めて記述されました。その後、ダウソンはこれを Xanthomonas campestris として再分類し、正式に Xanthomonas 属を提唱しました。ゲノミクスの発展に伴い、キサントモナス属はより深く研究され、DNA:DNAハイブリダイゼーションの結果に基づいてこれらの種の分類プロファイルがより明確になりました。
Xanthomonas 属は、以前は Xanthomonas maltophilia として知られていた日和見ヒト病原体 Stenotrophomonas maltophilia と進化的に関連しています。
これらの種間の関係の中で、新しい研究では、バナナとトウモロコシの病原型は最近の系統発生データに基づいて再編成されるべきであり、キサントモナスの進化の歴史と分類がさらに明確になるだろうと示唆している。
形態と成長特性
キサントモナス菌は、幅0.4～1.0マイクロメートル、長さ1.2～3.0マイクロメートルの直線的な棒状の細胞で、運動するための単極鞭毛を持っています。成長特性としては、粘着性があり、盛り上がった黄色いコロニーを形成することが多く、この黄色はキサントモナジンと呼ばれる色素によるものです。さまざまな Xanthomonas 種が環境温度に適応しており、25 ～ 30°C で最適に成長し、4 ～ 37°C の間でも成長することができます。
キサントモナス植物病原菌
キサントモナス属は、多くの植物の葉、茎、果実に細菌性斑点病や萎凋病を引き起こす可能性があります。特定の病原菌種は高い特異性を示し、一部の種は複数の病原性変異体に分けられます。 Xanthomonas citri subsp. citri を例に挙げてみましょう。この細菌は柑橘類の病気の重要な原因であり、商業作物に多大な損失をもたらします。一方、キサントモナス菌またはイネ萎凋病菌によって引き起こされるイネ細菌性萎凋病は、アジアの主要な稲作地域で特に壊滅的な被害をもたらしています。
病原性プロセスは、細菌が植物宿主の表面に付着することから始まり、その後、宿主組織に入り込み、傷口や自然の開口部に定着し、最終的に表面に再び現れて広がります。
これらの病気を制御する鍵は、病原体の侵入を制限することです。多くの植物種は病気への耐性を発達させており、これが最も経済的な防除手段であると考えられます。
病理学的メカニズムと予防および治療戦略
キサントモナスは、表面多糖類、付着タンパク質、およびIV型鞭毛を介して付着し、環境ストレスに抵抗するバイオフィルムを形成できます。これらの細菌によって生成されるキサントモナジンは紫外線に対して効果があります。病原性には、植物の免疫系に干渉する最大 30 個のエフェクター タンパク質を注入するタイプ III 分泌システム (T3SS) が関与することがよくあります。感染を防ぐためには、病気に強い品種を育成するとともに、適切な化学的防除手段を選択する必要があります。
産業用途
キサントモナス属はキサンタンガムと呼ばれる食用多糖類も生産しており、食品やその他の工業分野で広く使用されています。この製品は、キサントモナスの病気サイクルにおけるバイオフィルム マトリックスでも重要な役割を果たします。
キサントモナス資源の探査
ほとんどの Xanthomonas 種の分離株は、英国の National Collection of Plant Pathogenic Bacteria から入手可能であり、ニュージーランドの ICMP やフランスの CFBP など、国際的にも多くの培養コレクションがあります。いくつかの Xanthomonas のゲノムは配列決定されており、さまざまなデータセットでデータ サポートが利用可能です。キサントモナス属の研究が深まるにつれ、この植物病原菌群に対する理解がより明確になってきています。この病原体の進化を検討すると、植物の成長を脅かすこれらの病原体に対して、将来の植物保護戦略がより効果的になる可能性があるのではないかと考えずにはいられません。
