葉圏
葉圏微生物は葉面に均一に分布しているのではなく、局所的にバイオフィルムを形成してそこに密集していることが示唆されている。Pseudomonas syringaeでは単独で葉圏に存在する場合よりも、バイオフィルムを形成し密集しているほうが、紫外線や乾燥、殺菌剤などの環境ストレスに対する耐性が強い。特に乾燥への適応としてバイオフィルムは重要であることが分かっている。
Lindowら(2003)はこの事実から、細胞密度に依存する遺伝子発現機構(クオラムセンシング)が葉圏での環境ストレス耐性に重要であることを指摘した。クオラムセンシングの誘導物質N-アシル-L-ホモセリンラクトン(AHL)の生産能の欠損変異株では野生株と比べて葉圏における乾燥耐性が低い。
P. syringaeを含めたAHLの産生菌、およびクオラムセンシングの攪乱物質の産生菌は葉圏で一定の割合で存在する。このことから、葉圏微生物は互いに影響し合いながらバイオフィルムを形成している可能性がある。また、バイオフィルム中の高い細菌密度は遺伝子の水平伝播を高い頻度で引き起こしていると指摘されている。
ある種の葉面細菌は生物界面活性剤(バイオサーファクタント、biosurfactant)を産生・分泌することで、葉面への定着能を高めている。一般に、葉面への定着能が高い細菌は産生をする。東ら(2004)は、生物界面活性剤の産生能の有無を、細菌懸濁液を疎水性膜上に滴下してその液滴の表面張力を評価することで判定した。葉圏微生物の生物界面活性剤には例えばPseudomonas syringaeのシリンゴマイシン(Syringomycin)が存在する。SyringomycinはP. syringaeの病原活性の発現に重要である。
長年、植物病害の防除を目的として、空気感染性の葉圏病原菌の生理・生態について多くの研究がなされてきた。近年、別のアプローチとして非病原性の常在菌を生物防除剤(biological control agent:BCA)として利用する研究が行われている。1983年に、霜害原因菌のPseudomonas syringaeを葉圏の拮抗菌により防除する技術がLindowらにより確立された。それ以降、葉圏における病害防除を目的とした製剤はいくつか商品化されている。
これら製剤の性能において、標的病原菌に対する拮抗能と、宿主植物への定着能が重要である。拮抗能のみを指標としてBCAをスクリーニングすると、拮抗能が高くとも定着が安定しなかったり、短期間のみとなったりすることがある。その場合、防除効果は安定せず、十分に発揮されない。スクリーニングした菌体の定着能を評価する方法として、Enyaら(2007)はインドール酢酸(IAA)生産能、N-アシル-L-ホモセリンラクトン(AHL)生産能、および植物の抗生物質サポニンに対する耐性を調査した。その結果、Enyaらは、トマトの灰色かび病に対して有望なBCA候補Pantoea ananatis近縁種を単離した。