寄生在作物根部並奪取養分和水分的馬鈴薯胞囊線蟲（PCN），對世界各地的糧食生產造成了嚴重的危害。PCN的卵有堅硬的外殼保存，對惡劣環境和殺線蟲劑有很強的耐性，並且會利用寄主根部分泌的促孵化物質（HF）同時孵化和寄生，所以很難防除。研究人員一直在研究利用同時孵化特性的防除法，但由於天然HF僅微量存在，所以自1990年代發現Solanoeclepin A（SEA）之後便再無報告，因此防除法的開發也未能取得明顯進展。
此次，神戶大學研究生院農學研究科的秋山遼太研究員等人，從約7萬升馬鈴薯水耕廢液中利用各種方法進行分離與精製，最終成功精製出了兩種HF。其中一種爲SEA，另一種被認定爲新型促孵化物質，被命名爲Solanoecclepin B（SEB）。此外，研究人員還發現了SEB會被土壤中的微生物轉化爲SEA的現象。另外，研究人員還明確了SEB是一種植物自身生物合成的化合物，透過培養易於處理的番茄毛狀根找出了HF生產量變化的多個條件，並遴選出了HF生產量變化和基因表現起伏同步的基因。研究人員利用基因體編輯技術製作了敲除這些基因的毛狀根並進行分析，結果全球首次發現了參與SEB生物合成的5個基因。
敲除SOLA基因的毛狀根培養液對PCN的促孵化活性明顯低於未敲除體。
這一成果爲透過敲除SEB生物合成基因培育不孵化PCN的新品種植物開闢了道路。今後透過進一步闡明生物合成基因並實施大量異種生產HF，將有可能製造出在不存在寄主的情況下孵化和餓死PCN的自殺型孵化劑。由此，有望極大地促進可持續農業生產。（TEXT：JST 廣報課 中川實結）
原文：JSTnews 2023年6月號
翻譯：JST客觀日本編輯部
