菌類が糖によってトウヒの防御機構を無力化(Fungi neutralize spruce defense mechanisms with sugar)

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2026-09-16 マックス・プランク研究所

マックス・プランク陸域微生物学研究所などの研究者は、菌類がトウヒの防御機構を糖を利用して無力化する仕組みを明らかにした。トウヒは病原性菌類などに対抗するため、樹皮や樹脂に含まれるフェノール性化合物などの防御物質を生成する。研究チームは、トウヒに感染する菌類が、植物の防御物質を単に分解するだけでなく、糖を利用してその毒性を低下させる「配糖化」を行うことを発見した。菌類は植物由来の糖を利用して防御化合物を糖と結合させ、菌類自身に対する毒性を抑制すると同時に、植物側の防御能力を弱める。この仕組みにより、菌類はトウヒ組織内で生存・増殖しやすくなると考えられる。研究は、植物と病原菌の相互作用における化学的な攻防を分子レベルで明らかにしたもので、森林樹木の病害や、気候変動下で増加する樹木ストレスの理解にもつながる成果である。

菌類が糖によってトウヒの防御機構を無力化(Fungi neutralize spruce defense mechanisms with sugar)
When bark beetles invade spruce trees, they carry various fungal species with them. These fungi multiply in the tunnels, which facilitates the beetles’ invasion. © Benjamin Weiss, Max Planck Institute for Chemical Ecology

<関連情報>

ノルウェーマツとそのキクイムシに共生する菌類は、α-リボースとの結合によってマツの防御化合物を解毒する Fungi associated with Norway spruce and its bark beetles detoxify spruce defense compounds by conjugation to α-ribose

Shivani Kiran Nimbkar ,Yoko Nakamura ,Baoyu Hu ,Benke Hong ,Beate Rothe ,Michael Reichelt ,Maximilian Lehenberger ,Guilin Hu ,Julián D Restrepo-Leal ,Xingcong Jiang,…
The ISME Journal  Published:04 September 2026
DOI:https://doi.org/10.1093/ismejo/wrag230

Abstract

Fungi readily colonize the inner bark (phloem) of spruce and other conifers despite these tissues having a high concentration of antifungal defense metabolites. These compounds include stilbenes, flavonoids and other phenolic substances, mostly present as glucosides. Yet the underlying biochemical mechanisms by which fungi resist conifer phenolics remain largely unresolved. Using untargeted metabolomics, structural elucidation and biological and biochemical assays, we investigated how and why fungi metabolize the major phenolics of Norway spruce (Picea abies). Various fungi, including those associated with bark beetles, were found to hydrolyze stilbene glucosides to their corresponding aglucones. Two basidiomycetes, the saprotroph Coprinellus radians and Cylindrobasidium ipidophilum, a symbiont of the Eurasian spruce bark beetle Ips typographus, then converted the stilbene aglucones into α-ribofuranosylated derivatives, revealing a previously unrecognized pathway in tree-colonizing fungi. Ribosylation markedly reduced the antifungal activity of the aglucones and stabilized them against hydrolysis by fungal and I. typographus enzymes, preventing regeneration of the toxic aglucones. Ribosylation was also correlated with increased growth on spruce bark-containing medium. Hence, the ability to overcome major conifer bark defenses by conversion of toxic stilbene aglucones to non-toxic α-ribosides may explain the successful colonization of this tissue by fungi, some of which support I. typographus attack.

生物化学工学
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