関東東山病害虫研究会報

第54集（2007）

93

キリてんぐ巣病ファイトプラズマの媒介昆虫の探索
西村典夫・中島智・藤澤一郎・土崎常男・鄭熙英*1・柿澤茂行*・難波成任*（鯉淵学園農業栄養専門学校・*東京大学大学院農学生命科学研究科）

A Survey Studying Insects as Vectors for the Paulownia Witches' Broom Phytoplasma
2

Norio NISHIMURA , Satoshi NAKAJIMA, Ichiro FUJISAWA, Tsuneo TSUCHIZAKI, Hee-young JUNG,
Shigeyuki KAKIZAWA and Shigetou NAMBA
摘要

水戸地方に発生するキリてんぐ巣病ファイトプラズマ（PWP）について，その媒介昆虫の探索を行った。その結果，クサギカメムシ（Halyomorpha halys），ヒメフタテンヨコバイ（ Macrosteles striifrons）， ヒ シ モ ン ヨ コ バ イ （ Hishimonus sellatus）， ヒ シ モ ン モ ド キ（Hishimonoides sellatiformis）によってキリへ伝搬されず，また，PWPを獲得吸汁した各虫の体内からPCR法によりPWPは検出されなかった。キリ樹に多数生息しているミドリヒメヨコバイ（Empoasca sp.）は，PWPをキリおよびニチニチソウへ伝搬しなかったが，キリ病葉上で２週間以上獲得吸汁させ，獲得吸汁開始後４週間以上経過したミドリヒメヨコバイから，PCR法により119頭中10頭からPWPが検出された｡この結果から，PWPがミドリヒメヨコバイの虫体内で増殖することが確認されたが，キリへの伝搬能については確認出来なかった｡
日本各地に栽植されているキリ（Paulowniaられた。PWPは，最新のファイトプラズマの系統分tomentosa）には，てんぐ巣病が多発し大きな被害を類によれば， Candidatus phytoplasma asteris の１系もたらしているが，その病原はキリてんぐ巣病ファイ統であるが，この種に属する日本産ファイトプラズマ

トプラズマ（Paulownia witches' broom phytoplasma,には，ミツバてんぐ巣病ファイトプラズマPWP）で（土居ら, 1967），媒介昆虫はカメムシ科のク（Cryptotaenia japonica witches' broom phytoplasma,サギカメムシ （Halyomorpha halys）と報告されている

CJWP），タマネギ萎黄病ファイトプラズマ（onion（塩澤ら, 1979a, b; 中野ら, 1997）。近年，著者らは水戸yellows

市の鯉淵学園農業栄養専門学校内およびその近隣に認ラズマ（mulberry dwarf phytoplasma, MDP）などがあめられるてんぐ巣症状を示すキリ樹から採ったクサギり，媒介昆虫はヒメフタテンヨコバイのほか，ヒシモカメムシを用いて，キリやニチニチソウ

ンヨコバイ，ヒシモンモドキなどのヨコバイ科の昆虫（Catharanthus roseus）へのPWPの伝搬試験を行ったが，であると報告されている（Nishimura et al., 1998, 西村

感染は認められなかった。また獲得吸汁させたクサギら, 2004）。従って，これらファイトプラズマと同一のカメムシからも，PCR法でPWPを検出することができ種に属するPWPも，ヨコバイ科の昆虫により媒介さなかった。これらのことから，本研究で用いたてんぐれる可能性があると考え，数種ヨコバイ科の昆虫によ巣症状を示すキリの病原ファイトプラズマは，クサギる媒介試験および獲得吸汁した昆虫からPCR法によるカメムシ以外の昆虫で媒介される可能性があると考えPWPの検出試験を行った。その結果，媒介昆虫を特phytoplasma, OYP），クワ萎縮病ファイトプ

１ 現在 韓国慶北大學校・農業生命科学大學 応用生物化学部
２ Address：Koibuchi College of Agriculture and Nutrition, Mito, Ibaraki 319-0323, Japan2007年５月11日受領
2007年６月21日登載決定Annual Report of the Kanto-Tosan Plant Protection Society, No. 54, 200794

定することは出来なかったが，若干の知見を得ることコウゾで，それぞれ所定時間飼育後，昆虫飼育箱中のができた。

鉢植えした数本の接種用植物へ放飼する方法で行っ材料および方法た。

供試昆虫としては，カメムシ科のクサギカメムシ，PCRに 用 い た プ ラ イ マ ー は ， フ ァ イ ト プ ラ ズ マ

ヨコバイ科のヒメフタテンヨコバイ，ヒシモンヨコバ

16SrRNA遺伝子のうち，ファイトプラズマ特異的な領イ，ヒシモンモドキ，ミドリヒメヨコバイ域を増幅するもの（SN910601, SN920204）で，用いた（Empoasca sp.）を用いた。クサギカメムシはラッカセ反応液やPCR反応条件等は既報（Namba et al., 1993a）

イとダイズの種子，ヒメフタテンヨコバイはイネ幼苗，に従った。また，16SrRNA遺伝子の塩基配列の解析にヒシモンヨコバイおよびヒシモンモドキはクワ実生ついては，既報 （Namba et al., 1993b）に従った。

苗，ミドリヒメヨコバイはコウゾ幼苗をそれぞれ用い結果および考察て，いずれも定温定照箱の中で飼育した。クサギカメ

１．クサギカメムシによるPWPの伝搬およびPCR法

ムシは野外から採集した成虫が産んだ卵から孵化したによる虫体からのPWPの検出幼虫を用いた。ヒメフタテンヨコバイ，ヒシモンヨコクサギカメムシが，鯉淵学園およびその近くのキリ

バイ，ヒシモンモドキは既報（Nishimura et al., 1998;に発生するPWPを伝搬するか否かについて試験を行西村ら, 2004）の実験に用いたものと同じである。ミった。実験はクサギカメムシの３齢幼虫をPWP感染

ドリヒメヨコバイは野外のコウゾから採集したものをキリ枝葉で5〜14日間獲得吸汁させた後，様々な期間供試した。試験に用いたキリは，温室中で種子から発維持・飼育後，健全なキリまたはニチニチソウに1〜芽・育成した数葉から10数葉期の鉢植えの実生苗を用29日間接種吸汁させた。接種吸汁後100日間以上温室いた。その他の実験に用いた植物も鉢植えとして温室内に置き，発病の有無を観察した。その結果，接種し中で実験に供試した。温室は害虫の発生を防ぐため，た125株のキリおよび47株のニチニチソウではいずれ適宜，殺虫剤を散布した。獲得吸汁源として用いたも発病せず，伝搬は認められなかった（第１表）。まPWP感染キリは，水戸市鯉淵町の鯉淵学園農業栄養

た，PWPを6〜21日間獲得吸汁させた後，獲得吸汁開専門学校の校内およびその近くの畑地に栽植されてい始後28〜37日を経過したクサギカメムシ48頭についるてんぐ巣症状を示す典型的なファイトプラズマ病をて，PCR法によりPWPの検出を試みたが，いずれの虫示すキリを用いた。いずれも樹齢10年以上の成木で，からも検出されなかった（第２表）。この結果から，１本の木の中に黄化叢生した枝葉と外観健全な枝葉と本研究に供試したPWPは，クサギカメムシにより獲が混在していた。黄化叢生葉および外観健全葉から，得吸汁されず，伝搬もされないことが分かった。

ファイトプラズマの16SrRNA遺伝子を特異的に増幅す塩澤ら（1979a, 1979b）は，クサギカメムシがPWPるプライマーを用いて，PCRでPWPの検出を試みたとをキリ実生苗およびニチニチソウへ伝搬すること，獲ころ，黄化叢生葉からはPWPが検出されたが，外観得吸汁したクサギカメムシ体内でPWPが電顕観察さ健全葉からは検出されなかったので，獲得吸汁源としれることを報告した。しかしその後，塩澤ら（1993）て黄化叢生枝を用いた。獲得吸汁は，野外の発病キリは，クサギカメムシの１齢幼虫にPWPを獲得吸汁さから黄化叢生した枝葉を切り取り，水を入れた小瓶にせ，それから生育した各世代の虫につきPCR法でPWP挿して昆虫飼育箱に入れ，その中へ供試虫を放つ方法の検出を行ったところ，2〜4齢幼虫からは検出されるで行った。獲得吸汁時間が長い場合は，順次新しい黄が，５齢幼虫および成虫からは検出されないとしてお化叢生枝葉に取り替え吸汁させた。ミドリヒメヨコバ

り，クサギカメムシ体内におけるPWPの増殖能につイおよびクサギカメムシで，特に長時間獲得吸汁させいては必ずしも明らかでない。また，中野ら（1997）

る場合は，野外のキリ病樹の黄化叢生した枝葉に，寒は，当該実験で用いたクサギカメムシにより，報告内冷紗を袋状にかぶせ，その中に無毒虫を一定期間放飼で供試したPWPがニチニチソウに伝搬され､クサギカして獲得吸汁させた。接種吸汁は，各供試昆虫にメムシからもPCRによりPWPが検出されると報告してPWPを獲得吸汁させた後，クサギカメムシはキリで，いる。しかし，ニチニチソウから検出されたファイト

ヒメフタテンヨコバイはイネで，ヒシモンヨコバイおプラズマの16SrRNA遺伝子の配列は既報（Namba et al.，

よびヒシモンモドキはクワで，ミドリヒメヨコバイは1993b）の配列と差異が認められたと報告している。

関東東山病害虫研究会報

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これらの過去の報告と異なり，本実験では，PWPはキリおよびニチニチソウへ伝搬しなかった（第３表）。

クサギカメムシで伝搬されず，虫体内からもPWPは

なお西村らはPWP感染キリで獲得吸汁させたヒシモ検出されなかった。この理由として本実験で用いた

ンヨコバイの虫体内からPCRにより８頭中１頭からPWPが，クサギカメムシにより伝搬されないPWPのPWPが検出されたと報告（西村ら，1995b）したが，系統であるか，あるいは実験に用いたクサギカメムシ今回の試験では検出されなかった（第４表）。これら

がPWPを伝搬しない系統であることなどが考えられの結果から，供試した３種ヨコバイは，野外ではるが，本研究ではその理由は明らかにすることはできPWPを媒介しないと推測された。

なかった。

西村ら（1994）は，CJWPがヒメフタテンヨコバイ

２．各種ヨコバイによるPWPの伝搬およびPCR法にによりキリへ伝搬され，キリが発病すると報告した。

よる虫体からのPWPの検出

しかしその後，CJWPに感染したキリから，ヒメフタ

CJWP，OYP及びMDPなどのファイトプラズマを媒

テンヨコバイによりキリおよびミツバへ戻し接種でき介することが知られているヒメフタテンヨコバイ，ヒないとも報告（西村ら, 1995a）した。これらの結果をシモンヨコバイ，ヒシモンモドキを各々用いて，総合すると，ヒメフタテンヨコバイは接種吸汁でPWPの伝搬試験と虫体からPWPの検出を行った。こCJWPをキリへ感染させることができるが，感染した

れら３種ヨコバイはキリに対する嗜好性が低く，2〜3

キリからは獲得吸汁でCJWPを虫体内へ獲得出来ない，日以上キリを吸汁させると多くの個体が死亡するた

すなわち，ヒメフタテンヨコバイは虫体内でCJWPをめ，獲得吸汁と接種吸汁時間をともに短くして試験を増殖する能力を持っているにも関わらず，感染キリか行った。その結果，３種ヨコバイはいずれもPWPをらCJWPを獲得できないことを示している。この理由

第１表

クサギカメムシによるPWPの伝搬

獲得吸汁日数 a）

獲得吸汁
開始後日数

接種吸汁日数 b）

接種吸汁頭数 c）

接種植物

発病株数／接種株数

56771421〜2325〜277〜127〜2114〜35

5〜71〜1621〜29
76〜822〜32〜322キリ
キリ
キリ
ニチニチソウ
ニチニチソウ

0／300／520／43
0／140／33ａ）３齢幼虫を使用，b）植物は数株ずつ鉢植えし集団接種，c）植物１株当たりの頭数
第２表

第３表

PWPを獲得吸汁させたクサギカメムシからのPCR検出

ヒメフタテンヨコバイ･ヒシモンヨコバイ･ヒシモンモドキによるPWPの伝搬

獲得吸汁時間

獲得吸汁
開始後日数

接種吸汁
日数

3時間〜5日

21〜40

1〜10

ヒシモンヨコバイ

1〜3日

20〜70

1〜3ヒシモン
モドキ

1〜2日

21〜44

1〜3

媒介虫
ヒメフタテンヨコバイ

接種植物

発病株数／接種株数

キリ
ミツバ
ニチニチソウキリ
ニチニチソウキリ
ニチニチソウ

0／117
0／230
0／32
0／51
0／10
0／120／6

Annual Report of the Kanto-Tosan Plant Protection Society, No. 54, 2007

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として，ヒメフタテンヨコバイはキリを2〜3日間以上期間は1〜11日と広い幅を設定した。なお，獲得吸汁吸汁すると死亡するため，虫体内でCJWPが増殖する

期間が７日以下の場合は，切り取ったPWP感染枝葉ための十分量のCJWPを感染キリから獲得吸汁する前を昆虫飼育箱内に置き，ミドリヒメヨコバイをそこにに，死亡するためではないかと推察された。この結果放飼し，獲得吸汁期間を14日以上に設定した試験の場

は，ヒメフタテンヨコバイ，ヒシモンヨコバイ，ヒシ合は，野外のキリの黄化叢生枝葉に寒冷紗を袋状に被モンモドキ等のいずれの昆虫種も，その体内でCJWPせ，その中にミドリヒメヨコバイを放飼して獲得吸汁を増殖する能力を持つにも関わらず，キリにおける吸させた。伝搬試験では，キリおよびニチニチソウへの汁行動の時間的制限がキリからCJWPの伝搬制限要因伝搬を試みたが，両植物とも感染は認められなかったになっていると考えられる。

（第５表）。次に，PWPを獲得吸汁したミドリヒメヨ

３．ミドリヒメヨコバイによるPWPの伝搬およびコバイからPWPのPCR検出を試みた。その結果，キリ病枝上で14日以上獲得吸汁させ，獲得吸汁開始後28日

PCRによる虫体からのPWPの検出
塩澤･土崎（1992）は，関東一円のキリで観察され以上経過したミドリヒメヨコバイで，119頭中10頭る吸汁性昆虫を調査し，キリ樹上で世代が送れる昆虫（8.4%）からPWPが検出された（第６表）｡これらの種としてクサギカメムシ，ミドリヒメヨコバイ，ヒメ

増幅されたDNA断片の塩基配列を調べたところ，イトカメムシ，ツマグロオオヨコバイの４種をあげてPWPの16SrRNA遺伝子と同一であることが確認されいる。鯉淵学園とその近隣に植栽されているキリのてた。この結果は，ミドリヒメヨコバイは獲得吸汁日数

んぐ巣症状の枝葉でも，これら吸汁性昆虫が観察されと獲得吸汁開始後日数が長時間の場合，8.4%と低率たが，個体数ではミドリヒメヨコバイが最も多く観察

ではあるが，罹病キリからPWPを獲得して虫体内でされたことから，ミドリヒメヨコバイを供試して増殖することが分かった。この様にミドリヒメヨコバ

PWPを伝搬するかどうかについて，様々な条件で試イはファイトプラズマ罹病キリからPWPを獲得する験した。すなわち獲得吸汁期間は1〜29日，接種吸汁にも関わらず，本試験ではキリおよびニチニチソウへ第４表

PWPを獲得吸汁したヒメフタテンヨコバイ･ヒシモンヨコバイ･ヒシモンモドキからのPCR検出

媒介虫獲得吸汁時間獲得吸汁開始後日数

検定頭数

検出頭数

ヒメフタテンヨコバイ
ヒシモンヨコバイ
ヒシモンモドキ

20時間〜1日
1〜3日
1日

18〜3420〜4118〜38364645000

第５表

ミドリヒメヨコバイによるPWPの伝搬

獲得吸汁
日数

獲得吸汁
開始後日数

接種吸汁
日数

植物１株当たり頭数

1〜718〜40

1〜101〜1014〜29

23〜39

2〜112〜11

第６表

接種植物

発病株数／接種株数

キリ
ニチニチソウキリ
ニチニチソウ

0／47
0／410／112
0／40

PWPを獲得吸汁させたミドリヒメヨコバイからのPCR検出

関東東山病害虫研究会報

伝搬しなかった。この理由として，ミドリヒメヨコバ

第54集（2007）

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り媒介されることがあると報告されており（Jiang et

イは接種吸汁でキリへPWPを感染させる能力がない，

al.，2005），吸汁条件等によっては依然としてミドリ本試験で１株の植物に接種吸汁させた虫の頭数が少な

ヒメヨコバイが，PWPの媒介虫である可能性はあり，すぎた，或いは発病までに長期の日数が必要であるな今後さらに検討する必要があろう。

どが考えられる。この様に本試験からは，ミドリヒメ

引用文献

ヨコバイがPWPの媒介虫であることは証明出来なか

土居養二ら（1967）日植病報 33：259−266.

った。

Jiang, H. et al.（2005）JGPP 71：370−372.

一般に昆虫媒介性の病原体では，病原体が同一種の中野陽子ら（1997）日植病報 63：502.

系統の場合，共通の昆虫もしくは近縁の昆虫で媒介さNamba, S. et al.（1993a）Phytopathology 83：786−791.

れる媒介虫特異性があることが知られている。PWP

Namba, S. et al.（1993b）Int. J. Syst. Bacteriol. 43：461−

はCa. phytoplasma asteris に属するが，この種に属467.

するOYP，MDPなどのファイトプラズマは，いずれも西村典夫ら（1994）日植病報 60：746.

ヨコバイ目，ヨコバイ科の昆虫で媒介されるのに対し，西村典夫ら（1995a）日植病報 61：611.

PWPはカメムシ目，カメムシ科の昆虫で媒介される

西村典夫ら（1995b）日植病報 61：611.とされてきた。この事実はファイトプラズマと媒介昆

Nishimura, N. et al.（1998）Ann. Phytopathol. Soc. Jpn.

虫との関係を研究する上で貴重な情報であり，大変興64：474−477.

味深いが，本実験ではクサギカメムシが媒介するとの西村典夫ら（2004）日植病報 70：22−25.

結果が得られず，それ以上研究を展開することは出来

塩澤宏康･土崎常男（1992）関東病虫研報 39：259−なかった。いずれにしても，昆虫媒介性の病原体は一260.

般にその植物に多数発生している昆虫が媒介者となる

塩澤宏康ら（1979a）日植病報 45：130−131.

ことが多い。例えばクワ萎縮病ファイトプラズマは桑塩澤宏康ら（1979b）日植病報 45：556.

園で多数発生するチマダラヒメヨコバイで，場合によ塩澤宏康ら（1993）日植病報 59：308.