WO2023191072A1 - キサントモナス属細菌溶菌性バクテリオファージ - Google Patents

キサントモナス属細菌溶菌性バクテリオファージ Download PDF

Info

Publication number
WO2023191072A1
WO2023191072A1 PCT/JP2023/013611 JP2023013611W WO2023191072A1 WO 2023191072 A1 WO2023191072 A1 WO 2023191072A1 JP 2023013611 W JP2023013611 W JP 2023013611W WO 2023191072 A1 WO2023191072 A1 WO 2023191072A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
seq
amino acid
phage
acid sequence
sequence shown
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/013611
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
慎一 吉田
暢彦 道順
光昭 北野
英知 岩野
仁 工藤
Original Assignee
株式会社カネカ
学校法人酪農学園
三井物産株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社カネカ, 学校法人酪農学園, 三井物産株式会社 filed Critical 株式会社カネカ
Publication of WO2023191072A1 publication Critical patent/WO2023191072A1/ja

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01NPRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N63/00Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing microorganisms, viruses, microbial fungi, animals or substances produced by, or obtained from, microorganisms, viruses, microbial fungi or animals, e.g. enzymes or fermentates
    • A01N63/40Viruses, e.g. bacteriophages
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01PBIOCIDAL, PEST REPELLANT, PEST ATTRACTANT OR PLANT GROWTH REGULATORY ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR PREPARATIONS
    • A01P3/00Fungicides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N7/00Viruses; Bacteriophages; Compositions thereof; Preparation or purification thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/02Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
    • C12Q1/04Determining presence or kind of microorganism; Use of selective media for testing antibiotics or bacteriocides; Compositions containing a chemical indicator therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/70Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving virus or bacteriophage
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/005Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from viruses
    • C07K14/01DNA viruses
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12RINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/01Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
    • C12R2001/64Xanthomonas

Definitions

  • the present invention relates to a bacteriophage-based bacteriolytic agent, a plant disease control composition containing the same, and a plant disease control method.
  • Bacteriophage (herein often abbreviated as "phage”) is a general term for viruses that infect only bacteria. Many phages, also called lytic phages, specifically adsorb to their target bacterial hosts, inject their own DNA, and self-amplify using the bacterial translation machinery. Furthermore, by lysing the bacterium, the amplified phage is spread, and infection of new target bacteria is repeated (Non-Patent Document 1).
  • Non-Patent Document 2 discloses a new control method.
  • Patent Documents 1 to 3 Examples of phages that exhibit bacteriolytic properties against bacteria of the genus Xanthomonas are reported in Patent Documents 1 to 3 and Non-Patent Document 2.
  • the host range of phages is extremely narrow, so the search for new phages and the discovery of phages with higher lytic activity remain important.
  • phage which is a virus
  • phage is a natural product, so no drug damage has been reported to date.
  • phage because it is highly specific to the host, only specific genera and species of bacteria are targeted, and its impact on the bacterial flora balance is extremely limited.
  • it is highly safe and harmless not only to animals including humans but also to plants.
  • Another object of the present invention is to provide a composition containing the phage as an active ingredient, and to apply it to disease control, detection of pathogenic bacteria, and the like.
  • the present inventors isolated novel phages from natural wastewater and soil using a method to detect lytic plaques formed on soft agar medium cultured with Xanthomonas bacteria, and the phages were used against various Xanthomonas bacteria.
  • the present invention has been completed based on the above research and development results, and specifically provides the following.
  • Lytic bacteriophage consisting of a bacteriophage consisting of the amino acid sequence shown in any one of the following (a) to (c) and containing a gene encoding a tail fiber protein having target bacterium recognition activity in its genomic DNA Agent: (a) Amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1; (b) Amino acid sequence in which one or more amino acids are added, deleted, and/or substituted in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1; (c) Sequence An amino acid sequence that has 90% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in number 1.
  • the Xanthomonas bacterium is from the group consisting of Xanthomonas arboricola, Xanthomonas campestris, Xanthomonas citri, Xanthomonas oryzae, and Xanthomonas cucurbitae.
  • the bacteriolytic agent according to (1-5) which is at least one selected bacterium.
  • the lytic agent according to (2-1) or (2-2), wherein the genomic DNA base sequence consists of the base sequence shown in any one of the following (a) to (e): (a) Base sequence shown by SEQ ID NO: 13, 47 or 48; (b) Base sequence shown by SEQ ID NO: 13, 47 or 48 other than the gene base sequence described in (2-1) or (2-2) above.
  • a base sequence in which one or more bases are added, deleted, and/or substituted (c) the base sequence shown in SEQ ID NO: 13, 47, or 48 in the above (2-1) or (2- 2) A nucleotide sequence having 98.5% or more sequence identity with a nucleotide sequence other than the gene nucleotide sequence described in 2); (d) one or more nucleotides are added to the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 13, 47, or 48; Deleted and/or substituted base sequences; (e) Base sequences having 98.5% or more sequence identity with the base sequence shown in SEQ ID NO: 13, 47, or 48.
  • the Xanthomonas bacterium is selected from the group consisting of Xanthomonas arboricola, Xanthomonas campestris, Xanthomonas citri, Xanthomonas oryzae, and Xanthomonas cucurbitae.
  • the bacteriolytic agent according to (2-4) which is at least one bacterium.
  • a lytic agent consisting of a bacteriophage having a genomic DNA sequence containing the nucleotide sequence shown in any one of the following (a) to (c): (a) the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 14; (b) A nucleotide sequence in which one or more bases are added, deleted, and/or substituted in the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 14; (c) having 90% or more sequence identity with the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 14; Base sequence. (3-2) The lytic agent according to (3-1), which exhibits lytic activity against bacteria of the genus Xanthomonas. (3-3) The bacteriolytic agent according to (3-2), wherein the Xanthomonas bacterium is Xanthomonas arboricola.
  • a lytic agent consisting of a bacteriophage whose genomic DNA contains a gene encoding a protein consisting of the amino acid sequence shown in any one of the following (a) to (c): (a) Shown by SEQ ID NO: 21 Amino acid sequence; (b) Amino acid sequence in which one or more amino acids are added, deleted, and/or substituted in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 21; (c) 90% or more of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 21 Amino acid sequences having sequence identity.
  • (6-3) The lytic agent according to (6-1) or (6-2), wherein the genomic DNA base sequence consists of the base sequence shown in any one of the following (g) to (k): (g) Base sequence shown by SEQ ID NO: 23; (h) One or more bases in the base sequence other than the gene described in (6-1) or (6-2) above in the base sequence shown by SEQ ID NO: 23.
  • a nucleotide sequence in which is added, deleted, and/or substituted; (i) 95% or more of the nucleotide sequence shown by SEQ ID NO: 23 is other than the gene described in (6-1) or (6-2) above; A base sequence having sequence identity of: (j) a base sequence in which one or more bases are added, deleted, and/or substituted in the base sequence shown in SEQ ID NO: 23; (k) a base sequence shown in SEQ ID NO: 23 A base sequence that has 95% or more sequence identity. (6-4) The lytic agent according to any one of (6-1) to (6-3), which exhibits lytic activity against bacteria of the genus Xanthomonas. (6-5) The bacteriolytic agent according to (6-4), wherein the Xanthomonas bacterium is Xanthomonas arboricola.
  • a gene encoding tail tube protein A which consists of the amino acid sequence shown in any one of the following (a) to (c) and has target bacterium recognition activity, and the following (d) to (f).
  • a bacteriophage consisting of a bacteriophage comprising a gene encoding tail tube protein B having target bacterium recognition activity in its genomic DNA and consisting of the amino acid sequence shown in any one of the following: (a) SEQ ID NO: 24, 49 or 60 (b) Amino acid sequence in which one or more amino acids are added, deleted, and/or substituted in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 24 or 49; (c) Amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 24 or 49 Amino acid sequence having 97% or more sequence identity with the amino acid sequence; (d) Amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 57, 50 or 61; (e) One or more amino acids in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 57 or 50 (f) An amino acid sequence having
  • Agent (j) a base sequence shown in SEQ ID NO: 27 or 52; (k) a base sequence in which one or more bases are added, deleted, and/or substituted in the base sequence shown in SEQ ID NO: 27 or 52; (l) A nucleotide sequence having 97% or more sequence identity with the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 27 or 52. (7-4) The nucleotide sequence according to any one of (7-1) to (7-3), wherein the genomic DNA base sequence consists of the nucleotide sequence shown in any one of the following (m) to (q).
  • Bacteriolytic agent (m) Base sequence shown by SEQ ID NO: 28, 29 or 53; (n) Base sequence shown by SEQ ID NO: 28, 29 or 53 described in any one of (7-1) to (7-3) above. A base sequence in which one or several bases are added, deleted, and/or substituted in a base sequence other than the gene base sequence of 1) A nucleotide sequence other than the gene described in any of (7-3) that has 95% or more sequence identity: (p) one or more nucleotide sequences in the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 28, 29 or 53; A base sequence in which a plurality of bases are added, deleted, and/or substituted; (q) A base sequence having 95% or more sequence identity with the base sequence shown in SEQ ID NO: 28, 29, or 53.
  • a gene encoding tail tube protein A which consists of the amino acid sequence shown in any one of the following (a) to (c) and has target bacterium recognition activity, and the following (d) to (f).
  • a bacteriophage consisting of a bacteriophage comprising a gene encoding tail tube protein B having target bacterium recognition activity in its genomic DNA, consisting of the amino acid sequence shown in any one of the following: (a) Amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 37 (b) An amino acid sequence in which one or more amino acids are added, deleted, and/or substituted in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 37; (c) A sequence that is 92% or more of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 37 Amino acid sequence having identity; (d) Amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 38, 54 or 59; (e) Addition, deletion and/or deletion of one or more amino acids in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 38 or 54; or a
  • the Xanthomonas bacterium is at least one bacterium selected from the group consisting of Xanthomonas arboricola, Xanthomonas campestris, and Xanthomonas citri (9-5) A bacteriolytic agent as described in .
  • a lytic bacteriophage consisting of a bacteriophage consisting of the amino acid sequence shown in any one of the following (a) to (c) and containing a gene encoding a tail fiber protein having target bacterium recognition activity in its genomic DNA Agent: (a) Amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 42; (b) Amino acid sequence in which one or more amino acids are added, deleted, and/or substituted in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 42; (c) Sequence An amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence shown by number 42.
  • (10-2) The lytic agent according to (10-1), wherein the gene consists of the nucleotide sequence shown in any one of the following (d) to (f): (d) the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 43; (e) A base sequence in which one or more bases are added, deleted, and/or substituted in the base sequence shown in SEQ ID NO: 43; (f) 90% or more sequence identical to the base sequence shown in SEQ ID NO: 43 A base sequence that has sex.
  • the Xanthomonas bacterium is at least one bacterium selected from the group consisting of Xanthomonas arboricola, Xanthomonas campestris, and Xanthomonas citri. (10-4) A bacteriolytic agent as described in .
  • a lytic bacteriophage consisting of a bacteriophage consisting of the amino acid sequence shown in any one of the following (a) to (d) and containing a gene encoding a tail fiber protein having target bacterium recognition activity in its genomic DNA.
  • Agent (a) an amino acid sequence represented by any one selected from the group consisting of SEQ ID NO: 11, 45, 42, and 1; (b) an amino acid sequence in which one or more amino acids are present in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 42 or 1; An added, deleted, and/or substituted amino acid sequence; (c) an amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 42 or 1; or (d) an amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 11. An amino acid sequence in which one amino acid other than positions 278 and 350 has been substituted.
  • a gene consisting of an amino acid sequence shown in any one of the following (e) to (g) and a gene consisting of an amino acid sequence shown in any one of the following (h) to (j) as genomic DNA A lytic agent comprising a bacteriophage contained therein, wherein the genes are a gene encoding tail tube protein A and a gene encoding tail tube protein B, respectively, which have target bacterium recognition activity.
  • Amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 24, 49 or 60 (f) Amino acid sequence in which one or more amino acids are added, deleted and/or substituted in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 24 or 49, (g ) Amino acid sequence having 97% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 24 or 49, (h) Amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 57, 50 or 61, (i) Amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 57 or 50 (j) an amino acid sequence having 97% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 57 or 50; [1-3] A gene consisting of an amino acid sequence shown in any one of the following (k) to (m) and a gene consisting of an amino acid sequence shown in any one of the following (n) to (p) as genomic DNA A lytic agent comprising a bacteriophage contained in the lytic agent, wherein the genes are a gene encoding tail tube protein A and
  • Amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 37 (l) Amino acid sequence in which one or more amino acids are added, deleted, and/or substituted in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 37, (m) Amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 37 An amino acid sequence having 92% or more sequence identity with the amino acid sequence, (n) the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 38, 54 or 59, (o) one or more amino acids in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 38 or 54. (p) An amino acid sequence having 92% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 38 or 54.
  • genomic DNA base sequence consists of a base sequence represented by any one of the following (1') to (7'): (1') Base sequence represented by any one selected from the group consisting of SEQ ID NO: 13, 47, 48, 44 and 8 to 10, (2') selected from the group consisting of SEQ ID NO: 13, 47, 48, 44 and 8 to 10
  • Base sequence represented by any one selected from the group consisting of SEQ ID NO: 13, 47, 48, 44 and 8 to 10, (2') selected from the group consisting of SEQ ID NO: 13, 47, 48, 44 and 8 to 10
  • Agent (7) base sequence shown in SEQ ID NO: 27 or 52, (8) base sequence in which one or more bases are added, deleted, and/or substituted in the base sequence shown in SEQ ID NO: 27 or 52, or (9) a base sequence having 97% or more sequence identity with the base sequence shown in SEQ ID NO: 27 or 52.
  • a base sequence having sequence identity (11') a base sequence in which one or more bases are added, deleted, and/or substituted in the base sequence shown in SEQ ID NO: 28, 29, or 53, or (12' ) A nucleotide sequence having 95% or more sequence identity with the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 28, 29 or 53.
  • [1-10] The lytic agent according to [1-3], wherein the gene encoding the tail tube protein A consists of the base sequence shown in any one of the following (10) to (12): (10) sequence The base sequence shown in SEQ ID NO: 39, (11) the base sequence in which one or more bases are added, deleted, and/or substituted in the base sequence shown in SEQ ID NO: 39, or (12) the base shown in SEQ ID NO: 39. A base sequence that has 90% or more sequence identity with the sequence. [1-11] The bacteriolysis according to [1-3] or [1-10], wherein the gene encoding the tail tube protein B consists of the base sequence shown in any one of the following (13) to (15).
  • Missing and/or substituted base sequence (15') Base having 80% or more sequence identity with the base sequence other than the gene described in [1-3] in the base sequence shown in SEQ ID NO: 41 or 56 sequence, (16') a base sequence in which one or more bases are added, deleted, and/or substituted in the base sequence shown in SEQ ID NO: 41 or 56, or (17') shown in SEQ ID NO: 41 or 56 A base sequence with 90% or more sequence identity.
  • the lytic agent according to any one of [1-1] to [1-12], which exhibits lytic activity against bacteria of the genus Xanthomonas.
  • a bacteriolytic agent comprising a bacteriophage contained therein, wherein the genes are a gene encoding a tail tube protein A and a gene encoding a tail tube protein B, each of which has target bacterium recognition activity: (a ) Amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 24, 49 or 60, (b) Amino acid sequence in which one or more amino acids are added, deleted and/or substituted in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 24 or 49, (c ) Amino acid sequence having 97% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 24 or 49, (d) Amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 57, 50 or 61, (e) Amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 57 or 50.
  • a lytic bacteriophage consisting of a bacteriophage consisting of the amino acid sequence shown in any one of the following (g) to (j) and containing a gene encoding a tail fiber protein having target bacterium recognition activity in its genomic DNA Agent: (g) an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1, 11, 45, 15 and 42; (h) an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 1, 11, 15 and 42.
  • amino acid sequence in which one or more amino acids are added, deleted, and/or substituted in the amino acid sequence shown in any one (i) an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 1, 11, 15, and 42; (j) An amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in (1), or (j) an amino acid sequence in which one amino acid other than positions 278 and 350 in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 11 is substituted.
  • a bacteriolytic agent comprising a bacteriophage contained therein, wherein the genes are a gene encoding a tail tube protein A and a gene encoding a tail tube protein B, respectively, which have target bacterium recognition activity: (k ) Amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 37, (l) Amino acid sequence in which one or more amino acids are added, deleted, and/or substituted in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 37, (m) Amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 37 An amino acid sequence having 92% or more sequence identity with the amino acid sequence, (n) the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 38, 54 or 59, (o) one or more amino acids in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 38 or 54.
  • (p) An amino acid sequence having 92% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 38 or 54.
  • a lytic agent consisting of a bacteriophage whose genomic DNA contains a gene encoding a protein consisting of the amino acid sequence shown in any one of the following (q) to (s): (q) shown in SEQ ID NO: 21 Amino acid sequence, (r) an amino acid sequence in which one or more amino acids are added, deleted, and/or substituted in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 21, or (s) 90% of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 21. Amino acid sequences having the above sequence identity.
  • a lytic agent consisting of a bacteriophage having a genomic DNA sequence containing the base sequence shown in any one of the following (1') to (3'): (1') SEQ ID NOs: 14, 18, 19 and (2') One base sequence in the base sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 14, 18, 19, and 32 to 36. or a base sequence in which a plurality of bases are added, deleted, and/or substituted, or (3') a base sequence represented by any one selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 14, 18, 19, and 32 to 36. A base sequence that has 90% or more sequence identity with.
  • genomic DNA base sequence consists of a base sequence represented by any one of the following (4') to (8'): (4') Base sequence shown by SEQ ID NO: 28, 29 or 53, (5') One or several bases in the base sequence other than the gene described in [2-2] in the base sequence shown by SEQ ID NO: 28, 29 or 53 is added, deleted, and/or substituted, (6') The base sequence shown in SEQ ID NO: 28, 29, or 53 has 95% or more of the base sequence other than the gene described in [2-2].
  • a base sequence having sequence identity (7') a base sequence in which one or more bases are added, deleted, and/or substituted in the base sequence shown in SEQ ID NO: 28, 29, or 53, or (8' ) A base sequence having 95% or more sequence identity with the base sequence shown in SEQ ID NO: 28, 29 or 53.
  • the lytic agent according to any one of [2-1] to [2-6], which exhibits lytic activity against bacteria of the genus Xanthomonas.
  • a lytic agent consisting of a bacteriophage having a genomic DNA sequence containing the base sequence shown in any one of the following (1') to (3'): (1') SEQ ID NOs: 32 to 36, 14, (2') One base sequence shown in any one selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 32 to 36, 14, 18, and 19. or a base sequence in which multiple bases are added, deleted, and/or substituted, or (3') a base sequence represented by any one selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 32 to 36, 14, 18, and 19. A base sequence that has 90% or more sequence identity with.
  • a lytic bacteriophage consisting of a bacteriophage consisting of the amino acid sequence shown in any one of the following (a) to (c) and containing a gene encoding a tail fiber protein having target bacterium recognition activity in its genomic DNA.
  • Agent (a) the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 15, (b) the amino acid sequence in which one or more amino acids are added, deleted, and/or substituted in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 15, or (c) An amino acid sequence having 90% or more sequence identity with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 15.
  • a lytic agent consisting of a bacteriophage whose genomic DNA contains a gene encoding a protein consisting of the amino acid sequence shown in any one of the following (d) to (f): (d) shown in SEQ ID NO: 21 Amino acid sequence, (e) an amino acid sequence in which one or more amino acids are added, deleted, and/or substituted in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 21, or (f) 90% of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 21. Amino acid sequences having the above sequence identity.
  • genomic DNA base sequence consists of a base sequence represented by any one of the following (4') to (8'): (4') The base sequence shown in SEQ ID NO: 17, (5') In the base sequence shown in SEQ ID NO: 17, one or more bases are added to, deleted from, and/or in the base sequence other than the gene described in [3-2].
  • a base sequence with [3-6] The lytic agent according to [3-3], wherein the gene consists of the base sequence shown in any of the following (4) to (6): (4) the base sequence shown in SEQ ID NO: 22, ( 5) A nucleotide sequence in which one or more bases are added, deleted, and/or substituted in the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 22, or (6) 90% or more identical to the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 22.
  • [3-7] The lytic agent according to [3-3], wherein the genomic DNA base sequence consists of a base sequence represented by any one of the following (9') to (13'): (9') The base sequence shown in SEQ ID NO: 23, (10') In the base sequence shown in SEQ ID NO: 23, one or more bases are added to, deleted from, and/or in the base sequence other than the gene described in [3-3].
  • a base sequence with [3-8] The lytic agent according to any one of [3-1] to [3-7], which exhibits lytic activity against bacteria of the genus Xanthomonas.
  • [4-1] A gene encoding a tail fiber protein consisting of an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 42, 11, 45, and 15 and having target bacterium recognition activity is inserted into genomic DNA.
  • a lytic agent consisting of bacteriophage containing.
  • [4-2] The lytic agent according to [4-1], wherein the gene has a base sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 43, 12, 46, and 16.
  • [4-3] The bacteriolysis according to [4-1], wherein the base sequence of the genomic DNA is a base sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 44, 13, 47, 48, and 17. agent.
  • a lytic agent consisting of a bacteriophage that has the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 and contains a gene encoding a tail fiber protein having target bacterium recognition activity in its genomic DNA.
  • the bacteriolytic agent according to [4-4] wherein the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 1 is the amino acid sequence shown by any one of SEQ ID NOs: 2 to 4.
  • the bacteriolytic agent according to [4-4] wherein the gene consists of a base sequence shown in any one of SEQ ID NOs: 5 to 7.
  • the bacteriolytic agent according to [4-4] wherein the base sequence of the genomic DNA consists of a base sequence shown in any one of SEQ ID NOS: 8 to 10.
  • a lytic agent comprising a bacteriophage having a genomic DNA sequence including a base sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 14, 18, 19, and 32-36.
  • a lytic agent consisting of a bacteriophage whose genomic DNA contains a gene encoding a protein consisting of the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 21.
  • the bacteriolytic agent according to [4-9] wherein the base sequence of the genomic DNA consists of the base sequence shown in SEQ ID NO: 23.
  • a gene encoding tail tube protein A which consists of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 24, 49, or 37 and has target bacterium recognition activity, and a group consisting of SEQ ID NO: 57, 50, 38, 54, and 59.
  • a lytic agent consisting of a bacteriophage that contains in its genomic DNA a gene encoding tail tube protein B, which has an amino acid sequence selected from the following and has recognition activity for target bacteria.
  • the bacteriolytic agent according to [4-12] wherein the gene encoding tail tube protein A consists of the base sequence shown in SEQ ID NO: 26, 51, or 39.
  • ⁇ 1> A composition containing one or more of the bacteriolytic agents according to any one of (1-1) to (10-5) and [1-1] to [4-16] as an active ingredient.
  • ⁇ 2> A composition containing two or more of the bacteriolytic agents according to any one of (1-1) to (10-5) and [1-1] to [4-16] as active ingredients.
  • ⁇ 3> A plant disease control composition comprising the composition according to ⁇ 1> or ⁇ 2>.
  • ⁇ 4> The plant disease control composition according to ⁇ 3>, which is a plant disease caused by bacteria of the genus Xanthomonas.
  • ⁇ 5> The plant disease control composition according to ⁇ 3> or ⁇ 4>, which contains another bacteriophage that exhibits lytic activity against bacteria of the genus Xanthomonas.
  • ⁇ 6> A method for controlling plant diseases, including a contacting step of contacting a target plant with the plant disease control composition according to any one of ⁇ 3> to ⁇ 5>.
  • a method for identifying bacteria of the genus Xanthomonas comprising a culturing step of culturing test bacteria isolated from plant tissues affected by plant diseases to obtain a culture, the culture and (1-1) to ( 10-5), a mixing step of obtaining a mixture by mixing the lysing agent according to any one of [1-1] to [4-16], a mixture culturing step of culturing the mixture under predetermined conditions, and the above-mentioned
  • the method includes a determination step of determining that the test bacterium is a Xanthomonas bacterium when the test bacterium is lysed after the mixture culturing step.
  • ⁇ 8> The method according to ⁇ 7>, wherein in the mixture culturing step, the mixture further includes a liquid medium containing soft agar, and the mixture is cultured on a solid medium.
  • the culture includes a liquid medium containing soft agar, and the culture is cultured on a solid medium.
  • ⁇ 10> The method according to any one of ⁇ 7> to ⁇ 9>, further comprising an isolation step of isolating a test bacterium from a plant tissue affected by a plant disease before the culturing step.
  • specific target bacteria can be lysed.
  • FIG. 3 is a diagram showing the lytic activity of the first bacteriophage obtained in Example 1.
  • A is a diagram in which, after culturing the Xanthomonas bacteria shown in Table 2 and the control Pseudomonas fluorescens spread on an agar plate, the first purified phage solution was dropped onto the plate, and the culture was left standing.
  • B is a plate diagram corresponding to A, showing the position of the phage purified solution dropped onto each plate.
  • 1A and B 1 is a plate containing bacteria with ID MAFF No. 211191
  • 2 is a plate containing bacteria with ID MAFF No. 311351
  • 3 is a plate containing bacteria with ID MAFF No. 301256.
  • FIG. 3 is a diagram showing the lytic activity of the second bacteriophage obtained in Example 2.
  • A is a diagram in which, after culturing Xanthomonas bacteria spread on an agar plate and Pseudomonas fluorescens for control, the second phage purified solution was dropped into the center of the plate and cultured stationary.
  • B is a plate diagram corresponding to A, showing the bacteria shown in Table 4 spread on each plate.
  • FIG. 3 is a diagram showing the lytic activity of the third bacteriophage obtained in Example 3.
  • A is a diagram in which the bacteria of the genus Xanthomonas shown in Table 5 and Pseudomonas fluorescens for control were cultivated on an agar plate, and then the third phage purified solution was dropped onto the plate and cultured stationary.
  • FIG. 4 is a diagram showing the lytic activity of the fourth bacteriophage obtained in Example 4.
  • A is a diagram in which, after culturing Xanthomonas bacteria spread on an agar plate and Pseudomonas fluorescens for control, the fourth purified phage solution was dropped into the center of the plate and cultured stationary.
  • B is a plate diagram corresponding to A, showing the bacteria shown in Table 6 spread on each plate.
  • FIG. 3 is a diagram showing the lytic activity of the fifth bacteriophage obtained in Example 5.
  • the upper row (1 to 3) of FIG. 5 shows the lytic activity of the bacteriophage of SEQ ID NO: 18, and the lower row (4 to 6) shows the lytic activity of the bacteriophage of SEQ ID NO: 19.
  • A is a diagram in which, after culturing the Xanthomonas bacteria shown in Table 7 and Pseudomonas fluorescens for control, which were spread on an agar plate, the fifth phage purified solution was dropped onto the plate and cultured stationary.
  • B is a plate diagram corresponding to A, showing the position of the phage purified solution dropped onto each plate.
  • 1 and 4 are plates containing bacteria with ID MAFF No. 211971
  • 2 and 5 are plates containing bacteria with ID MAFF No. 311351
  • 3 and 6 are plates with ID NCIMB-ID 10460.
  • a control plate developed with Pseudomonas fluorescens is shown.
  • FIG. 6 is a diagram showing the lytic activity of the sixth bacteriophage obtained in Example 6.
  • A is a diagram in which, after culturing Xanthomonas bacteria spread on an agar plate and Pseudomonas fluorescens for control, the sixth phage purified solution was dropped into the center of the plate and cultured stationary.
  • B is a plate diagram corresponding to A, showing the bacteria shown in Table 9 spread on each plate.
  • FIG. 7 is a diagram showing the lytic activity of the seventh bacteriophage obtained in Example 7.
  • A is a diagram in which the bacteria of the genus Xanthomonas shown in Table 10 and Pseudomonas fluorescens for control were cultivated on an agar plate, and then the seventh phage purified solution was dropped onto the plate and cultured stationary.
  • B is a plate diagram corresponding to A, showing the position of the phage purified solution dropped onto each plate.
  • 1 is a plate on which bacteria with ID MAFF No. 311351 was spread
  • 2 is a plate on which bacteria with ID is MAFF No. 311622 was spread
  • 3 is a plate on which bacteria with ID is MAFF No. 106642 was spread.
  • FIG. 7 is a diagram showing the lytic activity of the eighth bacteriophage obtained in Example 8.
  • A is a diagram in which, after culturing the Xanthomonas bacteria shown in Table 11 and Pseudomonas fluorescens for control, which were spread on an agar plate, the eighth phage purified solution was dropped onto the plate and cultured stationary.
  • FIG. 8A is a plate diagram corresponding to A, showing the position of the phage purified solution dropped onto each plate.
  • 1 is a plate on which bacteria with ID MAFF No. 211971 was spread
  • 2 is a plate on which bacteria with ID is MAFF No. 311282 was spread
  • 3 is a plate on which bacteria with ID is MAFF No. 301420 was spread.
  • 4 is a plate with bacteria with ID MAFF No. 301426
  • 5 is a plate with bacteria with ID MAFF No. 311351
  • 6 is a plate with bacteria with ID MAFF No. 311414
  • 7 is a plate with ID MAFF No. 311414.
  • Plate 8 contains bacteria with ID MAFF No. 311417
  • plate 9 contains bacteria with ID MAFF No.
  • plate 10 contains bacteria with ID MAFF No. 311618.
  • Plate 11 is a plate on which bacteria with ID MAFF No. 311622 is spread, and 12 is a plate on which control Pseudomonas fluorescens with ID NCIMB-ID 10460 is spread.
  • a indicates the position of the purified solution of the phage having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 32.
  • FIG. 7 is a diagram showing the lytic activity of the eighth bacteriophage obtained in Example 8.
  • A is a diagram in which, after culturing the Xanthomonas bacteria shown in Table 11 and Pseudomonas fluorescens for control, which were spread on an agar plate, the eighth phage purified solution was dropped onto the plate and cultured stationary.
  • B is a plate diagram corresponding to A, showing the position of the phage purified solution dropped onto each plate.
  • 1 is a plate on which bacteria with ID MAFF No. 211971 was spread
  • 2 is a plate on which bacteria with ID is MAFF No. 311282 was spread
  • 3 is a plate on which bacteria with ID is MAFF No. 301420 was spread.
  • 4 is a plate developed with bacteria with ID MAFF No.
  • FIG. 9 is a diagram showing the lytic activity of the bacteriophage obtained in Example 9.
  • A is a diagram in which, after culturing the Xanthomonas bacteria shown in Table 13 and Pseudomonas fluorescens for control, which were spread on an agar plate, a purified phage solution was dropped onto the plate, and the cells were left to stand.
  • B is a plate diagram corresponding to A, showing the position of the phage purified solution dropped onto each plate.
  • FIG. 3 is a diagram showing the lytic activity of the bacteriophage obtained in Example 10.
  • A is a diagram in which, after culturing the Xanthomonas bacteria shown in Table 13 and Pseudomonas fluorescens for control, which were spread on an agar plate, a purified phage solution was dropped onto the plate, and the cells were left to stand.
  • B is a plate diagram corresponding to A, showing the position of the phage purified solution dropped onto each plate.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a plate for the first bacteriophage plaque assay obtained in Example 1.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a second bacteriophage plaque assay plate obtained in Example 2.
  • FIG. 3 is a diagram showing the lytic activity of the second bacteriophage obtained in Example 11.
  • A is a diagram in which, after culturing the Xanthomonas bacteria shown in Table 4 and Pseudomonas fluorescens as a control spread on an agar plate, the second phage purified solution was dropped onto the plate and cultured stationary.
  • B is a plate diagram corresponding to A, showing the position of the phage purified solution dropped onto each plate.
  • 1 is a plate on which bacteria with an ID of MAFF No. 673005 was spread
  • 2 is a plate on which bacteria with an ID of MAFF No. 301256 was spread
  • 3 is a plate on which bacteria with an ID of MAFF No. 301352 was spread.
  • 4 is a plate developed with bacteria with ID MAFF No.
  • FIG. 3 is a diagram showing the lytic activity of the seventh phage obtained in Example 2 and two types of second bacteriophage obtained in Example 11.
  • A is a diagram in which, after culturing the Xanthomonas bacteria shown in Table 14 spread on an agar plate, the second phage purified solution was dropped onto the plate and the culture was left standing.
  • B is a plate diagram corresponding to A, showing the position of the phage purified solution dropped onto each plate.
  • a indicates the position of the purified solution of the phage having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 12
  • b indicates the position of the purified solution of the phage having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 47
  • c indicates the genomic DNA of SEQ ID NO: 48. The location of the purified phage having the sequence is shown.
  • FIG. 7 is a diagram showing the lytic activity of the seventh bacteriophage obtained in Example 12.
  • A is a diagram in which the bacteria of the genus Xanthomonas shown in Table 10 and Pseudomonas fluorescens for control were cultivated on an agar plate, and then the purified phage solution was dropped onto the plate and cultured stationary.
  • B is a plate diagram corresponding to A, showing the ID of bacteria cultured on each plate.
  • FIG. 3 is a diagram showing the lytic activity of two seventh phage obtained in Example 7 and the phage obtained in Example 12.
  • A is a diagram in which a Xanthomonas bacterium with an ID of MAFF No.
  • B is a plate diagram corresponding to A, showing the position of the phage purified solution dropped onto each plate.
  • a indicates the position of the purified solution of the phage having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 28
  • b indicates the position of the purified solution of the phage having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 29
  • c indicates the location of the purified solution of the phage having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 29.
  • the location of the purified phage solution having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 53 is shown.
  • FIG. 7 is a diagram showing the lytic activity of the ninth bacteriophage obtained in Example 13.
  • A is a diagram in which purified solutions of Xanthomonas bacteria and phage shown in Table 13 developed on an agar plate were dropped onto the plate and cultured stationary.
  • B is a plate diagram corresponding to A, showing the ID of bacteria cultured on each plate.
  • FIG. 4 shows the lytic activity of the bacteriophage combinations tested in Example 14.
  • A is a diagram in which a Xanthomonas bacterium with an ID of MAFF No. 311351 was developed on an agar plate, and then a purified phage solution was dropped onto the plate and cultured stationary.
  • FIG. B is a plate diagram corresponding to A, showing the types of phages contained in the phage purification solution dropped onto each plate.
  • a represents the first phage having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 8
  • b represents the second phage having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 13
  • c represents the second phage having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 28. 7 phage, d the 9th phage having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 41, e the 10th phage having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 44, and f having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 14.
  • FIG. 4 shows the lytic activity of the bacteriophage combinations tested in Example 14.
  • A is a diagram in which a Xanthomonas bacterium with an ID of MAFF No.
  • B is a plate diagram corresponding to A, showing the types of phages contained in the phage purification solution dropped onto each plate.
  • a represents the first phage having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 8
  • b represents the second phage having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 13
  • c represents the second phage having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 28.
  • 3 is a graph showing the results of a disease control effect test on peach borehole bacterial disease tested in Example 15. Average attack rates are expressed relative to the untreated group. The numbers below each bar indicate the type of phage used. In each experimental group, phage 1 to 8 were used alone. 3 is a graph showing the results of a disease control effect test on peach borehole bacterial disease tested in Example 15. Average attack rates are expressed relative to the untreated group. The numbers below each bar graph indicate the types of phages used in combination. In each experimental group, four types of phage combinations were used: the first phage, the third phage, the fifth phage, and the seventh phage; the second phage, the fourth phage, the sixth phage, and the eighth phage.
  • 12 is a graph showing the results of the broccoli black rot disease control effect test tested in Example 16. Average attack rates are expressed relative to the untreated group. The numbers shown in each bar graph indicate the type of phage used. In the figure, a circle indicates that the phage was used, and a "-" indicates that the phage was not used.
  • ⁇ 1 is the first phage having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 10
  • ⁇ 2-1 is the second phage having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 13
  • ⁇ 2-2 is the second phage having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 47.
  • ⁇ 7-1 is the seventh phage having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 28
  • ⁇ 7-2 is the seventh phage having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 53
  • ⁇ 9 is the genome of SEQ ID NO: 41
  • ⁇ 10 represents the ninth phage having the DNA sequence
  • ⁇ 10 represents the tenth phage having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 44.
  • 3 is a graph showing the results of a disease control effect test for bacterial bacterial spot disease tested in Example 17. Average attack rates are expressed relative to the untreated group. The numbers shown in each bar graph indicate the type of phage used. In the figure, a circle indicates that the phage was used, and a "-" indicates that the phage was not used.
  • ⁇ 1 is the first phage having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 10
  • ⁇ 2-1 is the second phage having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 13
  • ⁇ 2-2 is the second phage having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 47
  • ⁇ 2-3 is the second phage having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 48
  • ⁇ 7 is the seventh phage having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 28
  • ⁇ 10 is the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 44.
  • the 10th phage having the following is shown.
  • Bacteriolytic agent 1-1 Overview
  • the first aspect of the present invention is a bacteriolytic agent.
  • the bacteriolytic agent of the present invention consists of a bacteriophage having a genome sequence containing a specific base sequence.
  • the bacteriolytic agent of the present invention exhibits bacteriolytic activity against target bacteria that can be pathogenic bacteria of plant diseases.
  • lytic agent refers to a drug consisting of a bacteriophage that has bacteriolytic activity against target bacteria.
  • Bacteria is one of the major lineages of organisms that, along with archaea and eukaryotes, divides the entire living world into three. Bacteria consist of cells without a cell nucleus and are capable of self-replication as long as they have a nutrient source. Bacterial names are indicated by family, genus, and species based on the International Code of Bacterial Nomenclature.
  • target bacterium refers to a host bacterium that can be a target of a phage constituting the lytic agent of the present invention or a phage contained in the composition and plant disease control composition of the present invention.
  • a host bacterium that can be a target of a phage constituting the lytic agent of the present invention or a phage contained in the composition and plant disease control composition of the present invention.
  • it is a bacterium that has a membrane surface receptor on the extracellular membrane that is recognized by the above-mentioned phage.
  • it is a bacterium that has a membrane surface receptor on its extracellular membrane that is recognized by a tail fiber protein consisting of a specific amino acid sequence, for example.
  • the "membrane surface receptor” is a site where, for example, the tail and tail fiber of a phage bind, and is composed of proteins, lipopolysaccharides, pili, etc. present in the outer layer of the bacterial outer membrane.
  • target bacteria in this specification include bacteria of the genus Xanthomonas.
  • Xanthomonas bacteria refers to bacteria belonging to the genus Xanthomonas. Bacteria of the genus Xanthomonas generally produce a yellow pigment called xanthomonadin, and many of them are known as plant pathogenic bacteria. Note that subtypes and pathovars are classified below species, and are indicated by adding subsp. or pv. after the bacterial name. Furthermore, the smallest unit of classification is a strain, which refers to a population of cells that are considered to be genetically homogeneous. Table 1 below shows representative bacteria of the genus Xanthomonas, their host plants, and plant diseases caused by them.
  • bacteria of the genus Xanthomonas include, but are not limited to, Xanthomonas arboricola, Xanthomonas campestris, Xanthomonas citri, Xanthomonas oryzae, and Xanthomonas cucurbitae. cucurbitae) is the present invention preferred as a target bacterium.
  • Specific examples of Xanthomonas arboricola include Xanthomonas arboricola pv. pruni whose pathotype is pruni and Xanthomonas arboricola pv. juglandis whose pathotype is juglandis.
  • Xanthomonas campestris examples include Xanthomonas campestris pv. vesicatoria whose pathotype is vesicatoria, Xanthomonas campestris pv. campestris whose pathotype is campestris, and Xanthomonas campestris pv. raphani, Xanthomonas campestris pv. raphani.
  • a specific example of Xanthomonas citri is Xanthomonas citri subsp. citri.
  • a specific example of Xanthomonas oryzae is Xanthomonas oryzae pv. oryzae, whose pathotype is oryzae.
  • Bacteriophage (as mentioned above, herein, often abbreviated as “phage”) is a general term for viruses that infect bacteria.
  • a typical phage is composed of three parts: a head, a tail, and a tail fiber.
  • the head is composed of capsomeres, which are coat proteins, and is composed of a capsid (viral shell) with an icosahedral structure, and contains the phage's genomic DNA in its internal space.
  • the tail has a tubular structure consisting of a tail tube protein and a sheath protein covering it. One end of the tail connects with the head and the other end connects with the tail fibers.
  • the tail functions as an introduction tube for injecting the genomic DNA from the head into host bacterial cells.
  • the tail fiber is composed of several fibrous structures composed of tail fiber proteins.
  • the tail and tail fibers have host recognition and adsorption functions that recognize receptors present on the outer membrane surface of host bacteria and adsorb to the cell surface. Phages are highly host specific, and their characteristics are based on the function of their tails and tail fibers.
  • phages do not infect eukaryotes, drugs using phages are harmless to humans, animals, and plants.
  • phages are broadly classified into “lytic cycle,” “lysogenic cycle,” and “lytic/lysogenic cycle” based on the mode of infection.
  • the lysogenic cycle integrates its own DNA into the bacterial chromosome without lysing the target bacterium, and multiplies as the bacterium multiplies.
  • the host bacterium is lysed and a large amount of progeny phages are released.
  • the target phage of the present invention is a virulent phage that undergoes a lytic cycle.
  • tail fiber protein is a protein that constitutes the tail fiber of a phage.
  • Tail fiber proteins are known to play an important role in the specificity of host recognition and adsorption capacity of the tail and tail fibers (Nobrega F.L. et al., Nat. Rev. Microbiol., 2018, 16:760- 773). Therefore, even if the host bacterium is the same as a known phage, a new phage with a characteristic tail fiber protein has a different host recognition site, so it can exhibit lytic activity even in bacteria that are resistant to infection with known phages. etc., its utility value is extremely high.
  • Tail fiber gene refers to a gene that is contained in the genomic DNA of a phage and encodes the tail fiber protein.
  • tail tube protein is a protein that constitutes the tubular structure of the tail of a phage.
  • Tail tube proteins are known to interact with tail fibers and play an important role together with the tail fibers in the specificity of host recognition and adsorption capacity (Maozhi Hu, et ai., 2020, 9:1, 855 -867).
  • Tail tube fiber protein A and tail tube protein B are known as tail tube proteins.
  • Tail tube protein A is a protein that forms a ring at the bottom of the tubular structure of the tail and interacts with the tail fibers.
  • “Tail tube protein B” is a protein that forms the lower end of the tubular structure of the tail and binds to a receptor present on the outer membrane surface of the host bacterium.
  • Tiil tube gene refers to a gene that is contained in the genomic DNA of a phage and encodes the tail tube protein.
  • Tiil tube protein A gene refers to a gene encoding tail tube protein A
  • tail tube protein B gene refers to a gene encoding tail tube protein B, respectively.
  • Bacteria Bacteria are killed by lysis. Bacteriolysis begins when a phage specifically adsorbs to a target bacterium and injects its own DNA into the target bacterium's cells via its tail. The bacteria then uses the translation mechanism of the bacterium to replicate itself and produce a large number of child phages, and then lyses the bacteria and releases the child phages into the outside world.
  • plant disease refers to a general term for diseases that occur on plants. Plant diseases include diseases caused by infectious pathogens such as viruses, bacteria, filamentous fungi, actinomycetes, viroids, phytoplasmas, nematodes, mites, and insects, as well as lack or excess of nutrients or moisture, chemical damage, etc. Diseases caused by non-communicable pathogens are known. Unless otherwise specified, plant diseases in this specification refer to diseases caused by bacteria, that is, plant pathogenic bacteria. In this specification, unless otherwise specified, the plant pathogenic bacteria correspond to the aforementioned target bacteria, such as bacteria of the genus Xanthomonas.
  • control refers to prevention or treatment (extermination) (from the Japan Pesticide Industry Association website). Therefore, as used herein, “plant disease control” refers to prevention of plant diseases, especially target bacteria, or treatment of plant diseases caused by target bacteria.
  • target plant refers to a plant to which the plant disease control composition of the present invention, which will be described later, is applied. This plant corresponds to a plant that has developed a specific plant disease due to infection with the target bacterium, or a plant that is at risk of being infected by the target bacterium.
  • composition The bacteriolytic agent of the present invention consists of a bacteriophage.
  • the first phage is characterized by containing a gene encoding a tail fiber protein consisting of a specific amino acid sequence in its genomic DNA, and exhibits specific lytic activity against target bacteria.
  • Tail fiber protein has an amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 consisting of 1371 amino acid residues, an amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 to which one or more amino acids are added, Deleted and/or substituted amino acid sequence, or 90% or more, 95% or more, 96% or more, 97% or more, 98% or more, or 99% or more amino acid sequence identical to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 It consists of a unique amino acid sequence. All tail fiber proteins are characterized by having target bacterium-specific recognition activity.
  • a plurality of pieces refers to 2 to 10 pieces, such as 2 to 7 pieces, 2 to 5 pieces, 2 to 4 pieces, and 2 to 3 pieces.
  • (amino acid) substitution refers to substitution within a group of conservative amino acids with similar properties such as charge, side chain, polarity, and aromaticity among the 20 types of amino acids that make up natural proteins. .
  • uncharged polar amino acids with low polar side chains (Gly, Asn, Gln, Ser, Thr, Cys, Tyr), branched chain amino acids (Leu, Val, Ile), neutral amino acids (Gly, Ile), , Val, Leu, Ala, Met, Pro), neutral amino acids with hydrophilic side chains (Asn, Gln, Thr, Ser, Tyr, Cys), acidic amino acids (Asp, Glu), and basic amino acids (Asp, Glu).
  • Examples include substitutions within aromatic amino acid groups (Phe, Tyr, Trp). Amino acid substitutions within these groups are preferred because they are known to be less likely to cause changes in the properties of the polypeptide.
  • amino acid is a numerical value indicating the percentage of sites where the types of amino acid residues are the same within the comparison range of two amino acid sequences.
  • Amino acid sequence identity can be calculated by aligning two amino acid sequences so that the degree of amino acid identity within the comparison range is highest, even if the lengths of the two amino acid sequences are different.
  • a typical algorithm for performing such analysis is BLAST.
  • BLAST can be used with various software and web services.
  • the BLAST server provided by NCBI (https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi), etc.
  • GENETYX https://www.genetyx.co.jp/
  • NCBI https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi
  • FASTA FASTA
  • the present inventors discovered three types of phages that have bacteriolytic activity against bacteria of the genus Xanthomonas, and identified tail fiber genes from the genomic DNA sequences of these phages (SEQ ID NOs: 8 to 10, respectively).
  • the amino acid sequences (SEQ ID NOs: 2 to 4) encoded by these tail fiber genes were analyzed using the genetic information processing software GENETYX and were found to have high sequence identity of 98% or more to each other.
  • SEQ ID NO: 1 is an amino acid sequence common to the amino acid sequences of SEQ ID NOs: 2 to 4 above.
  • amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 may be the amino acid sequence shown in any of SEQ ID NOs: 2 to 4.
  • the first bacteriophage contains a tail fiber gene consisting of a base sequence encoding the tail fiber protein in its genomic DNA.
  • Specific base sequences of the tail fiber gene include, for example, the base sequences shown in any of SEQ ID NOs: 5 to 7, or the base sequences shown in any of SEQ ID NOs: 5 to 7 with one or more bases added, Deleted and/or substituted base sequences, and 90% or more, 95% or more, 96% or more, 97% or more, 98% or more, or 99% or more of the base sequence shown in any of SEQ ID NOS: 5 to 7. or a base sequence that hybridizes under highly stringent conditions to a base sequence complementary to the base sequence shown in any of SEQ ID NOS: 5 to 7.
  • sequence identity of bases is a numerical value indicating the proportion of sites where the type of base is the same within the comparison range of two base sequences, similar to the amino acid sequence identity described above. Even if two base sequences have different lengths, base sequence identity can be calculated by aligning them so that the degree of base matching within the comparison range is the highest.
  • analysis algorithms such as MUMmer can also be used to analyze base sequence identity.
  • high stringent conditions refers to environmental conditions that do not easily cause non-specific hybridization. Under highly stringent conditions, a nucleic acid having a target base sequence can form a hybrid, but a nucleic acid having a non-specific base sequence cannot substantially form a hybrid.
  • high stringency conditions refer to conditions with low salt concentration and high temperature. Low salt concentration refers to, for example, 15-750mM, preferably 15-500mM, 15-300mM or 15-200mM.
  • high temperature refers to, for example, 50 to 68°C or 55 to 70°C.
  • a specific example of high stringency conditions includes washing after hybridization at 65°C with 0.1x SSC and 0.1% SDS.
  • the first bacteriophage contains the tail fiber gene.
  • genes or base sequences other than the tail fiber gene include, for example, the base sequence shown in any one of SEQ ID NOs: 8 to 10 (respectively 201015bp, 200185bp, 200277bp), the base sequence shown in any one of SEQ ID NOS: 8 to 10 in a region other than the tail fiber gene.
  • a base sequence in which one or more bases are added, deleted, and/or substituted to the base sequence, and a base sequence in a region other than the tail fiber gene in the base sequences shown in SEQ ID NOs: 8 to 10 is SEQ ID NO: 8.
  • sequence identity may be expressed as Average Nucleotide Identity (ANI), etc., and these may be used.
  • ANI Average Nucleotide Identity
  • the sequences may have the above-mentioned sequence identity within the range that is automatically aligned and arranged using the above-mentioned software or web service.
  • the ratio of the range to be compared to the total range of phage genome DNA is calculated as a value called Query Cover. do.
  • sequence identity of the entire range can be estimated based on the result. You can also do it. For example, a value obtained by multiplying the Query Cover value by the value of sequence identity in the aligned and compared range (sequence identity of the aligned range) can be used as the estimated value of the sequence identity of the entire range.
  • sequence identity of the aligned range can be used as the estimated value of the sequence identity of the entire range.
  • sequence identity of SEQ ID NO: 8 to SEQ ID NO: 9 was 98 over 96% of the total length. % or more, and the sequence identity to SEQ ID NO: 10 was 98% or more over 95% or more of the entire length. Therefore, the sequence identity of the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 8 to the full length genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 9 can be estimated to be 94% or more. Further, the sequence identity of the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 8 to the full length genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 10 can be estimated to be 93% or more.
  • genomic DNA of the phage in this specification when packaged, it may be linear or circular.
  • genomic DNA is fragmented, the base sequences of individual fragments are read, and the sequence is determined through analysis that connects the fragments.
  • phages In the case of phages, they are often assembled without a reference genomic DNA sequence (de novo assembly). Therefore, it is difficult to unambiguously determine the starting point and end of the analyzed genome (Merrill, B.D., et al. BMC Genomics, 2016 17, 679).
  • the starting points and ends of the genome sequences to be compared may be different, and are automatically taken into account in analyzes using software or analysis servers.
  • the bacteriolytic agent of the present invention containing the first phage can exhibit bacteriolytic activity against a wide variety of bacterial species of the genus Xanthomonas, and can be applied to various plant diseases.
  • phages that exhibit bacteriolytic activity against a wide variety of bacterial species such as the bacteriolytic agent of the present invention, are extremely useful.
  • the second phage is characterized by containing a gene encoding a tail fiber protein consisting of a specific amino acid sequence in its genomic DNA, and exhibits specific lytic activity against target bacteria.
  • tail fiber protein has an amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 11 consisting of 487 amino acid residues, or one amino acid sequence other than positions 278 and 350 in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 11. It consists of an amino acid sequence in which the following amino acids have been substituted.
  • the tail fiber protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 11 or its mutants has the utility of being specific to a specific genus of bacteria and exhibiting bacteriolytic activity against a wide variety of bacterial species within that specific genus. extremely high host specificity can be achieved.
  • the position is not particularly limited as long as it is at a position other than positions 278 and 350.
  • one arbitrary amino acid within the range of positions 1 to 250 in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 11 may be substituted.
  • one amino acid before position 156, before position 155, and before position 154 can be substituted.
  • One amino acid at positions 130 to 156, 140 to 156, 150 to 156, 153 to 156, 154 to 156, or 154 is substituted. I can do that.
  • amino acid region from position 67 to position 156 in the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 11 is considered to form one domain, when one amino acid is substituted, if the amino acid is within this amino acid region, the It may have the characteristics of a second phage regardless of its location.
  • the type of amino acid substitution is not particularly limited. For example, it may be a conservative substitution, and also, for example, a group of amino acids with less polar side chains (Gly, Asn, Gln, Ser, Thr, Cys, Tyr, Leu, Val, Ile, Val, Ala, Met, Pro ) may be substituted.
  • a group of amino acids with less polar side chains (Gly, Asn, Gln, Ser, Thr, Cys, Tyr)
  • Leu, Val, Ile, Val, Ala, Met, Pro ) may be substituted.
  • uncharged polar amino acids Gly, Asn, Gln, Ser, Thr, Cys, Tyr
  • neutral amino acids with hydrophilic side chains Asn, Gln, Thr, Ser, Tyr, Cys
  • It may be replaced with the group (Gly, Ile, Val, Leu, Ala, Met, Pro).
  • threonine (Thr) may be replaced with alanine (Ala).
  • An example of such a substituted amino acid sequence is the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 45. In this sequence, the amino acid at position 154 in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 11 is substituted from threonine (Thr) to alanine (Ala).
  • the second bacteriophage contains a tail fiber gene consisting of a base sequence encoding the tail fiber protein in its genomic DNA.
  • the specific base sequence of the tail fiber gene is the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 11, or a base encoding an amino acid sequence in which one amino acid other than positions 278 and 350 is substituted in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 11.
  • it refers to a gene consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 12 which encodes the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 11.
  • it refers to a gene consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 46 which encodes the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 45.
  • the protein encoded by the tail fiber gene achieves highly useful host specificity, being specific to a specific genus of bacteria and showing lytic activity against a wide range of bacterial species within that specific genus. can be done.
  • the second bacteriophage contains the tail fiber gene.
  • the phage genomic DNA includes a 63753 bp base sequence shown in SEQ ID NO: 13, a 63743 bp base sequence shown in SEQ ID NO: 47 or 48, and a 63743 bp base sequence shown in SEQ ID NO: 13, 47 or 48 in a region other than the tail fiber gene.
  • a base sequence in which one or more bases are added, deleted, and/or substituted, and a base sequence in a region other than the tail fiber gene in the base sequence shown in SEQ ID NO: 13, 47, or 48 is SEQ ID NO: Base sequence shown in 13, 47 or 48 and 98.5% or more, 98.6% or more, 98.7% or more, 98.8% or more, or 98.9% or more, 99.0% or more, 99.1% or more, 99.2% or more, 99.3% or more, 99.4% or more , a base sequence having sequence identity of 99.5% or more, 99.6% or more, 99.7% or more, 99.8% or more, or 99.9% or more, in which one or more bases in the base sequence shown in SEQ ID NO: 13, 47 or 48 99.0% or more, 99.1% or more, 99.2% or more, 99.3% or more, 99.4% when aligned with the added, deleted, and/or substituted base sequence and the base sequence shown in SEQ ID NO: 13, 47, or 48.
  • Examples include genomic DNA consisting of a base sequence that hybridizes under highly stringent conditions to a base sequence in the region.
  • the bacteriolytic agent of the present invention containing the second phage can exhibit bacteriolytic activity against a wide variety of bacterial species of the genus Xanthomonas, and can be applied to various plant diseases.
  • phages that exhibit bacteriolytic activity against a wide variety of bacterial species such as the bacteriolytic agent of the present invention containing the second phage, are extremely useful.
  • the third phage is characterized by having a genomic DNA sequence containing a specific base sequence, and exhibits specific lytic activity against target bacteria.
  • Genomic DNA The genomic DNA sequence is a 61291 bp base sequence shown in SEQ ID NO: 14, a base sequence in which one or more bases are added, deleted, and/or substituted in the base sequence shown in SEQ ID NO: 14, or SEQ ID NO: 14. Sequence identity of 80% or more, 83% or more, 85% or more, 88% or more, 90% or more, 95% or more, 96% or more, 97% or more, 98% or more, or 99% or more with the base sequence shown in Contains or consists of a base sequence with Bacteriophages having any of the genomic DNA sequences are characterized by being able to specifically adsorb to target bacteria and inject the genomic DNA into the cells of the target bacteria.
  • the bacteriolytic agent of the present invention containing the third phage can exhibit bacteriolytic activity against bacteria of the genus Xanthomonas, and can be applied to plant diseases.
  • the fourth phage is characterized by containing a gene encoding a tail fiber protein consisting of a specific amino acid sequence in its genomic DNA, and exhibits specific lytic activity against target bacteria.
  • Tail fiber protein has an amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 15 consisting of 604 amino acid residues, an amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 15 to which one or more amino acids are added, Deleted and/or substituted amino acid sequence, or 90% or more, 95% or more, 96% or more, 97% or more, 98% or more, or 99% or more amino acid sequence identical to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 15 It consists of a unique amino acid sequence. All tail fiber proteins are characterized by having target bacterium-specific recognition activity.
  • the fourth bacteriophage contains a tail fiber gene consisting of a base sequence encoding the tail fiber protein in its genomic DNA.
  • the base sequence shown in SEQ ID NO: 16 which encodes the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 15, or the base sequence shown in SEQ ID NO: 16, in which one or more bases are Added, deleted, and/or substituted base sequences, as well as 90% or more, 95% or more, 96% or more, 97% or more, 98% or more, or 99% or more of the base sequence shown in SEQ ID NO: 16.
  • the fourth bacteriophage contains the tail fiber gene.
  • the phage genome DNA has a 46393 bp base sequence shown in SEQ ID NO: 17, a base sequence shown in SEQ ID NO: 3, in which one or more bases are added to, deleted from, or removed from the base sequence in a region other than the tail fiber gene. / or the substituted base sequence, and the base sequence shown in SEQ ID NO: 17, in which the base sequence in a region other than the tail fiber gene is 80% or more, 81% or more, 82% or more, 83% of the base sequence shown in SEQ ID NO: 17.
  • the lytic agent of the present invention containing the fourth phage can exhibit lytic activity against bacteria of the genus Xanthomonas, and can be applied to plant diseases.
  • the fifth phage is characterized by having a genomic DNA sequence containing a specific base sequence, and the lytic agent of the present invention exhibits specific lytic activity against target bacteria.
  • the fifth bacteriophage has a 43177 bp nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 18, a 43741 bp nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 19, or one nucleotide sequence in the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 18 or 19. or a base sequence in which multiple bases have been added, deleted, and/or substituted, or 90% or more, 95% or more, 96% or more, 97% or more, 98% or more of the base sequence shown in SEQ ID NO: 18 or 19.
  • nucleotide sequence having 99% or more sequence identity 95.0% or more, 95.5% or more, 96.0% or more, 96.5% or more, 97.0% or more, 97.5 when aligned with the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 18 or 19.
  • % or more 98.0% or more, 98.5% or more, 99.0% or more, 99.1% or more, 99.2% or more, 99.3% or more, 99.4% or more, 99.5% or more, 99.6% or more, 99.7% or more, 99.8% or more, or 99.9% It has a base sequence having the above sequence identity, and further has a base sequence that hybridizes under highly stringent conditions to a base sequence complementary to the base sequence shown in SEQ ID NO: 18 or 19.
  • the bacteriolytic agent of the present invention containing the fifth phage can exhibit bacteriolytic activity against bacteria of the genus Xanthomonas, and can be applied to plant diseases.
  • the sixth phage is characterized by containing in its genomic DNA a gene encoding the protein newly discovered in the present invention (herein, often simply referred to as "the protein of the present invention"), and Shows specific lytic activity against bacteria.
  • the protein of the present invention has an amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 21 consisting of 84 amino acid residues, and an amino acid sequence in which one or more amino acids are present in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 21. Added, deleted, and/or substituted amino acid sequence, or 90% or more, 95% or more, 96% or more, 97% or more, 98% or more, or 99% or more of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 21. Consists of amino acid sequences that have sequence identity. All of the proteins of the present invention are characterized by having target bacterium-specific recognition activity.
  • the protein of the present invention is a novel protein that plays an important role in determining host range.
  • the sixth bacteriophage has a gene encoding the protein of the present invention (herein often simply referred to as "gene of the present invention”). Contained in genomic DNA.
  • the gene of the present invention is not particularly limited as long as it has a base sequence that encodes the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 21 above.
  • a specific base sequence for example, the base sequence shown in SEQ ID NO: 22 which encodes the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 21, or the base sequence shown in SEQ ID NO: 22, in which one or more bases are added or deleted. Sequence identity of 90% or more, 95% or more, 96% or more, 97% or more, 98% or more, or 99% or more of the base with the missing and/or substituted base sequence, and the base sequence shown in SEQ ID NO: 22. or a nucleotide sequence that hybridizes under highly stringent conditions to a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 22.
  • All of the proteins encoded by the genes of the present invention have lytic activity against target bacteria.
  • the sixth bacteriophage contains the gene of the present invention.
  • the phage genomic DNA includes a 42708 bp base sequence shown in SEQ ID NO: 23, one or more bases added to or deleted from the base sequence in a region other than the gene of the present invention in the base sequence shown in SEQ ID NO: 23, and/or the substituted base sequence, and further, in the base sequence shown in SEQ ID NO: 23, the base sequence in the region other than the gene of the present invention is 95% or more, 96% or more, 97% or more of the base sequence shown in SEQ ID NO: 23, A base sequence with sequence identity of 98% or more or 99% or more, a base sequence in which one or more bases are added, deleted, and/or substituted in the base sequence shown in SEQ ID NO: 23, and SEQ ID NO: 95.0% or more, 95.5% or more, 96.0% or more, 96.5% or more, 97.0% or
  • the lytic agent of the present invention containing the sixth phage can exhibit lytic activity against bacteria of the genus Xanthomonas, and can be applied to plant diseases.
  • the seventh phage is characterized by containing a gene encoding a tail tube protein consisting of a specific amino acid sequence in its genomic DNA, and exhibits specific lytic activity against target bacteria.
  • the tail tube protein includes tail tube protein A and tail tube protein B.
  • the tail tube protein A has an amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 24 or 49 consisting of 205 amino acid residues, an addition or deletion of one or more amino acids in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 24 or 49, and/or a substituted amino acid sequence, or an amino acid sequence identity of 97% or more, 97.5% or more, 98% or more, 98.5% or more, 99% or more, or 99.5% or more with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 24 or 49. It consists of an amino acid sequence with
  • amino acid substitution here is from the group consisting of positions 28, 108, 110, 153, 157, 189, and 201 in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 24 or 49.
  • Amino acid substitutions at one or more selected positions can be included. For example, substitution at two or more, three or more, four or more, five or more, six or more, or all of these positions can be included.
  • amino acid substitution is not particularly limited. For example, it may be a conservative substitution and may include one or several non-conservative substitutions.
  • amino acid sequence of tail tube protein A of the seventh phage may be the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 60.
  • This amino acid sequence is identical to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 24 or 49 except for the amino acids at the positions listed below: glutamic acid (Glu) or aspartic acid (Asp) at position 28, serine (Ser) or Asparagine (Asn), the 110th position is glutamine (Gln) or histidine (His), the 153rd position is glutamine (Gln) or lysine (Lys), and the 157th position is aspartic acid (Asp) or asparagine. (Asn), the 189th position is tyrosine (Tyr) or phenylalanine (Phe), and the 201st position is valine (Val) or tyrosine (Tyr).
  • the tail tube protein B has the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 25 (correctly SEQ ID NO: 57) or 50, and the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 25 (correctly SEQ ID NO: 57) or 50, consisting of 834 amino acid residues.
  • amino acid substitutions here are at positions 25, 53, 216, 221, 272, 389, 395, and 410 in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 57 or 50. , No. 425, No. 472, No. 607, No. 623, No. 662, No. 670, No. 699, No. 707, No. 757, No. 763, No. 764, and No. 765. may include amino acid substitutions at one or more positions selected from the group. For example, substitution at two or more, three or more, four or more, five or more, ten or more, fifteen or more, or all of these positions can be included.
  • the amino acid sequence of tail tube protein B of the seventh phage may be the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 61.
  • This amino acid sequence is identical to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 57 or 50 except for the amino acids at the positions listed below: position 25 is alanine (Ala) or proline (Pro), and position 53 is alanine (Ala).
  • the 216th position is alanine (Ala) or proline (Pro)
  • the 221st position is histidine (His) or tyrosine (Tyr)
  • the 272nd position is valine (Val) or
  • position 389 is alanine (Ala) or glutamic acid (Glu)
  • position 395 is serine (Ser) or alanine (Ala)
  • position 410 is valine (Val) or isoleucine (Ile).
  • the 425th position is isoleucine (Ile) or valine (Val)
  • the 472nd position is glycine (Gly) or alanine (Ala)
  • the 607th position is alanine (Ala) or serine (Ser).
  • the 623rd position is isoleucine (Ile) or valine (Val)
  • the 662nd position is arginine (Arg) or serine (Ser)
  • the 670th position is leucine (Leu) or glutamine (Gln)
  • Position 699 is threonine (Thr) or asparagine (Asn)
  • position 707 is aspartic acid (Asp) or glycine (Gly)
  • position 757 is serine (Ser) or alanine (Ala)
  • position 763 is The position is glycine (Gly) or serine (Ser)
  • the 764th position is serine (Ser) or asparagine (Asn)
  • the 765th position is methionine (Met) or valine (Val).
  • tail tube proteins are characterized by being involved in target bacterium-specific recognition activity.
  • the seventh bacteriophage contains a tail tube gene consisting of a base sequence encoding the tail tube protein in its genomic DNA.
  • the tail tube gene is not particularly limited as long as it is a gene encoding a tail tube protein. Includes tail tube protein A gene and tail tube protein B gene.
  • the base sequence shown in SEQ ID NO: 26 or 51 encoding the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 24 or 49, or the base sequence shown in SEQ ID NO: 26 or 51, A base sequence in which one or more bases have been added, deleted, and/or substituted, and a base sequence shown in SEQ ID NO: 26 or 51 and 97% or more, 97.5% or more, 98% or more, 98.5% or more, 99 % or more, or 99.5% or more of base sequence identity, or a base sequence that hybridizes under high stringency conditions to a base sequence complementary to the base sequence shown in SEQ ID NO: 26 or 51. It refers to the gene that becomes The base sequence of the tail tube protein A gene may be a base sequence encoding the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 60.
  • the base shown by SEQ ID NO: 27 (correctly SEQ ID NO: 58) or 52 encodes the amino acid sequence shown by SEQ ID NO: 25 (correctly SEQ ID NO: 57) or 50.
  • SEQ ID NO: 27 (correctly SEQ ID NO: 58) or 52; A base sequence having 97% or more, 97.5% or more, 98% or more, 98.5% or more, 99% or more, or 99.5% or more base sequence identity with the base sequence shown in SEQ ID NO: 58) or 52, or SEQ ID NO: A gene consisting of a base sequence that hybridizes under highly stringent conditions to a base sequence complementary to the base sequence shown in 27 (correctly SEQ ID NO: 58) or 52.
  • the base sequence of the tail tube protein B gene may be a base sequence encoding the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 61.
  • the seventh bacteriophage contains the tail tube gene.
  • genes or base sequences other than the tail tube gene There are no limitations on genes or base sequences other than the tail tube gene.
  • phage genomic DNA has a base sequence of 44,716 bp as shown in SEQ ID NO: 28, a 44,829 bp base sequence as shown in SEQ ID NO: 29, a 44,585 bp base sequence as shown in SEQ ID NO: 53, or a nucleotide sequence as shown in SEQ ID NO: 28, 29 or 53.
  • the above examples include genomic DNA consisting of a base sequence having sequence identity of 99.5% or more, 99.6% or more, 99.7% or more, 99.8% or more, or 99.9% or more.
  • the bacteriolytic agent of the present invention containing the seventh phage can exhibit bacteriolytic activity against a wide variety of bacterial species of the genus Xanthomonas, and can be applied to various plant diseases.
  • phages that exhibit bacteriolytic activity against two or more bacterial species such as the lytic agent of the present invention containing the seventh phage, are extremely useful.
  • the eighth phage is characterized by having a genomic DNA sequence containing a specific base sequence, and exhibits specific lytic activity against target bacteria.
  • Genomic DNA The genomic DNA sequence includes one or more base sequences shown in any of SEQ ID NOs: 32 to 36 (respectively 44388bp, 44377bp, 45279bp, 44378bp, 44408bp), 80% or more, 81% or more, 82% or more, 83% when aligned with the base sequence shown in any of SEQ ID NOS: 32 to 36.
  • the lytic agent of the present invention containing the eighth phage can exhibit lytic activity against bacteria of the genus Xanthomonas, and can be applied to plant diseases.
  • the ninth phage is characterized by containing a gene encoding a tail tube protein consisting of a specific amino acid sequence in its genomic DNA, and exhibits specific lytic activity against target bacteria.
  • the tail tube protein includes tail tube protein A and tail tube protein B.
  • the tail tube protein A has an amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 37 consisting of 206 amino acid residues, and an addition, deletion, and/or substitution of one or more amino acids in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 37. 92% or more, 93% or more, 94% or more, 95% or more, 96% or more, 97% or more, 97.5% or more, 98% or more, 98.5% or more with the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 37, Consists of amino acid sequences having 99% or more or 99.5% or more amino acid sequence identity.
  • the tail tube protein B has an amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 38 or 54 consisting of 847 amino acid residues, an addition or deletion of one or more amino acids in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 38 or 54, and/or substituted amino acid sequence, or 92% or more, 93% or more, 94% or more, 95% or more, 96% or more, 97% or more, 97.5% or more, 98% of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 38 or 54. Consists of amino acid sequences having amino acid sequence identity of 98.5% or more, 99% or more, 99.1% or more, 99.2% or more, 99.3% or more, 99.4% or more, or 99.5% or more.
  • amino acid substitution here is one selected from the group consisting of position 61, position 108, position 404, position 679, position 682, and position 727 in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 38 or 54.
  • Amino acid substitutions at the above positions can be included. For example, substitutions at two or more, three or more, four or more, five or more, or all of these positions can be included.
  • substitutions may be made within a group of amino acids having low polarity side chains (Gly, Asn, Gln, Ser, Thr, Cys, Tyr, Leu, Val, Ile, Val, Ala, Met, Pro).
  • uncharged polar amino acids Gly, Asn, Gln, Ser, Thr, Cys, Tyr
  • neutral amino acids with hydrophilic side chains Asn, Gln, Thr, Ser, Tyr, Cys
  • It may be replaced with the group (Gly, Ile, Val, Leu, Ala, Met, Pro). More specifically, for example, threonine (Thr) may be replaced with alanine (Ala).
  • a specific amino acid sequence includes the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 59. This amino acid sequence is identical to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 38 except for the amino acids at the positions listed below: the amino acid at position 61 is threonine (Thr) or alanine (Ala), and the amino acid at position 108 is glutamine ( Gln) or lysine (Lys), the amino acid at position 404 is proline (Pro) or glutamine (Gln), the amino acid at position 679 is proline (Pro) or serine (Ser), and the amino acid at position 682 is proline (Pro) or glutamine (Gln).
  • the amino acid is threonine (Thr) or alanine (Ala), and the amino acid at position 727 is isoleucine (Ile) or valine (Val).
  • the amino acid sequence of tail tube protein B is an amino acid sequence in which one or more amino acids are added, deleted, and/or substituted in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 59, or an amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 59. Sequence and 92% or more, 93% or more, 94% or more, 95% or more, 96% or more, 97% or more, 97.5% or more, 98% or more, 98.5% or more, 99% or more, 99.1% or more, 99.2% or more, A phage comprising an amino acid sequence having amino acid sequence identity of 99.3% or more, 99.4% or more, or 99.5% or more is also included in the ninth phage of the present invention.
  • tail tube proteins are characterized by being involved in target bacterium-specific recognition activity.
  • the ninth bacteriophage contains a tail tube gene consisting of a base sequence encoding the tail tube protein in its genomic DNA.
  • the tail tube gene is not particularly limited as long as it is a gene encoding a tail tube protein. Includes tail tube protein A gene and tail tube protein B gene.
  • the base sequence shown in SEQ ID NO: 39 which encodes the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 37, or one or more base sequences in the base sequence shown in SEQ ID NO: 39.
  • the base sequence of the tail tube protein A gene may be a base sequence encoding the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 59.
  • the base sequence shown in SEQ ID NO: 40 or 55 encoding the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 38 or 54, or the base sequence shown in SEQ ID NO: 40 or 55
  • a specific base sequence of the tail tube protein B gene includes, for example, the base sequence encoding the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 59.
  • the ninth bacteriophage contains the tail tube gene.
  • genes or base sequences other than the tail tube gene There are no limitations on genes or base sequences other than the tail tube gene.
  • phage genomic DNA has a base sequence of 43,667 bp shown in SEQ ID NO: 41, a base sequence of 43336 bp shown in SEQ ID NO: 56, or a nucleotide sequence in a region other than the tail tube gene in the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 41 or 56.
  • a base sequence in which one or more bases are added, deleted, and/or substituted, and a base sequence in a region other than the tail tube gene in the base sequence shown in SEQ ID NO: 41 or 56 is shown in SEQ ID NO: 41 or 56.
  • genomic DNA consisting of a base sequence having sequence identity of 99.2% or more, 99.3% or more, 99.4% or more, 99.5% or more, 99.6% or more, 99.7% or more, 99.8% or more, or 99.9% or more.
  • the bacteriolytic agent of the present invention can exhibit bacteriolytic activity against a wide variety of bacterial species of the genus Xanthomonas, and can be applied to various plant diseases.
  • phages that exhibit bacteriolytic activity against two or more bacterial species are extremely useful.
  • the tenth phage is characterized by containing in its genomic DNA a gene encoding a tail fiber protein consisting of a specific amino acid sequence, and exhibits specific lytic activity against target bacteria.
  • Tail fiber protein has an amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 42 consisting of 568 amino acid residues, an amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 42 to which one or more amino acids are added, Deleted and/or substituted amino acid sequence, or 90% or more, 95% or more, 96% or more, 97% or more, 98% or more, or 99% or more amino acid sequence identical to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 42 It consists of a unique amino acid sequence. All tail fiber proteins are characterized by having target bacterium-specific recognition activity.
  • the tenth bacteriophage contains a tail fiber gene consisting of a base sequence encoding the tail fiber protein in its genomic DNA.
  • the base sequence shown in SEQ ID NO: 43 which encodes the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 42, or the base sequence shown in SEQ ID NO: 43, in which one or more bases are Additional, deleted, and/or substituted base sequences, as well as 90% or more, 95% or more, 96% or more, 97% or more, 98% or more, or 99% or more of the base sequence shown in SEQ ID NO: 43.
  • phage genomic DNA has a base sequence of 76,340 bp shown in SEQ ID NO: 44, one or more bases added to or deleted from the base sequence in a region other than the tail fiber gene in the base sequence shown in SEQ ID NO: 44, and / or the substituted base sequence, and further the base sequence in the region other than the tail fiber gene in the base sequence shown in SEQ ID NO: 44 is 80% or more, 81% or more, 82% or more, 83% of the base sequence shown in SEQ ID NO: 44 84% or more, 85% or more, 86% or more, 87% or more, 88% or more, 89% or more, 90% or more, 91% or more, 92% or more, 93% or more, 94% or more, 95% or more, Base sequence with sequence identity of 96% or more, 97% or more, 98% or more, or 99% or more,
  • the bacteriolytic agent of the present invention can exhibit bacteriolytic activity against a wide variety of bacterial species of the genus Xanthomonas, and can be applied to various plant diseases.
  • a second aspect of the present invention is a composition, particularly a composition that can be used for controlling plant diseases.
  • the composition of the present invention is characterized by containing the bacteriolytic agent according to the first aspect as an active ingredient.
  • composition of the present invention when used for plant disease control, it is safe for the human body, has no chemical damage to the environment, and can specifically prevent or treat the target plant disease. It is possible to provide sustainable pesticides against plant diseases.
  • plant disease control composition refers to the case where the composition of the present invention is used for plant disease control.
  • composition of the present invention contains a bacteriophage, which is a bacteriolytic agent according to the first aspect, as an active ingredient as an essential component. Furthermore, an agriculturally acceptable carrier and/or medium may be included as long as it does not inhibit or suppress the lytic activity of the phage against the target bacteria. Furthermore, other active ingredients may be included as necessary. Each component will be specifically explained below.
  • the composition of the present invention includes the bacteriolytic agent described in the first aspect as an essential active ingredient.
  • the target bacteria of the present invention are lysed by the active ingredient, plant diseases caused by the target bacteria can be prevented or treated.
  • the amount of active ingredient contained per unit amount in the composition varies depending on various conditions such as dosage form, type of plant pathogenic bacteria, target plant type, application location, and application method. be done. It is preferable that the effective ingredient, phage, is present in an amount sufficient to contact and infect plant pathogenic bacteria that have infected the target plant. Therefore, within the scope of common technical knowledge in the field, the amount of the bacteriolytic agent contained in the plant disease control composition of the present invention may be determined in consideration of each condition so that the amount is effective against the target bacteria after application.
  • the plant disease control composition of the present invention can contain, as an active ingredient, one or more other phages that specifically recognize the bacteria of the genus Xanthomonas and have bacteriolytic activity as specifically exemplified below. For example, even if the target bacteria are the same, if the phages recognize different cell surface receptors, a synergistic or complementary effect in lytic activity can be expected by combining them.
  • the specific types of phages are not particularly limited. For example, it may contain only the phage described herein as an active ingredient, or it may additionally contain any other phage as an active ingredient. Furthermore, phages having similar host ranges and/or phages having different host ranges may be included. Combinations of phages with similar host ranges include, for example, combinations that commonly exhibit lytic activity against bacteria of the same genus (e.g., Xanthomonas genus), and combinations of one or more species of the same genus (e.g., Xanthomonas arboricola).
  • Examples include a combination of phages that commonly exhibit lytic activity among bacteria of the same genus, and a combination of phages that commonly exhibit lytic activity among bacteria of one or more pathogenic types of the same genus (for example, Xanthomonas arboricola pv. pruni).
  • combinations of phages with dissimilar host ranges include combinations of phages that exhibit and do not exhibit lytic activity against bacteria belonging to a specific genus (e.g., (e.g., Xanthomonas arboricola pv.
  • pruni combinations of phages with and without lytic activity against bacteria of a particular genus and species (e.g., Xanthomonas arboricola); combinations of phages not shown, phages that exhibit specific lytic activity against bacteria of a particular genus (e.g., Xanthomonas genus), species (e.g., Xanthomonas arboricola), or pathotype (e.g., Xanthomonas arboricola pv. pruni); Examples include combinations of phages that specifically exhibit bacteriolytic activity.
  • the composition of the present invention can contain a combination of two or more types of phages among the first to tenth phages described herein. Specifically, for example, it can contain a combination of two or more phages selected from the group consisting of the first phage, the second phage, the seventh phage, the ninth phage, and the tenth phage. Furthermore, for example, a combination of two or more phages selected from the group consisting of a third phage, a fourth phage, a fifth phage, a sixth phage, and an eighth phage can be included.
  • one or more phages selected from the group consisting of a first phage, a second phage, a seventh phage, a ninth phage, and a tenth phage, a third phage, and a fourth phage. , a fifth phage, a sixth phage, and an eighth phage.
  • the number of the first to tenth phages described in this specification contained in the composition of the present invention is not particularly limited as long as it is one or more.
  • it can contain 2 or more types, 3 or more types, 4 or more types, 5 or more types, 6 or more types, 7 or more types, 8 or more types, 9 or more types, or 10 or more types of phages.
  • the composition of the present invention can contain multiple types of phages that are included in the range of each phage (for example, a second phage, etc.) but have different genomic DNA sequences. Specifically, it can contain two or more types of second phage and/or two or more types of seventh phage.
  • a phage containing in its genomic DNA a gene encoding the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 1 as a common amino acid sequence for tail fiber proteins, specifically a gene encoding an amino acid sequence shown in any one of SEQ ID NOs: 2 to 4.
  • An amino acid sequence in which one or more amino acids have been added, deleted, and/or substituted in the phage contained in the genomic DNA and the amino acid sequence shown in any of SEQ ID NOs: 1 to 4, or 90% or more of the sequence Examples include phages that contain genes encoding identical amino acid sequences in their genomic DNA.
  • genes encoding such amino acid sequences include genes consisting of the nucleotide sequences shown in any of SEQ ID NOs: 5 to 7, and genes containing one or more nucleotide sequences in any of SEQ ID NOs: 5 to 7. Examples include base sequences in which a plurality of bases are added, deleted, and/or substituted, or base sequences having 90% or more sequence identity.
  • genomic DNA of a phage containing such a gene for example, genomic DNA consisting of a nucleotide sequence shown in any one of SEQ ID NOs: 8 to 10, and one or more nucleotide sequences shown in any one of SEQ ID NOs 8 to 10.
  • 80% or more of the base sequence is a base sequence in which one or more bases have been added, deleted, and/or substituted, or a base sequence other than the base sequence encoding the amino acid sequence shown in any of SEQ ID NOs: 2 to 4.
  • Examples include genomic DNA consisting of a base sequence having sequence identity.
  • a phage containing a gene encoding the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 11 or 45 as the amino acid sequence of the tail fiber protein in its genomic DNA and a phage containing a gene encoding the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 11 or 45 in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 11, Examples include phages that contain in their genomic DNA a gene encoding an amino acid sequence in which one or more amino acids are added, deleted, and/or substituted, or an amino acid sequence with a sequence identity of 90% or more.
  • genes encoding such amino acid sequences include genes consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 12 or 46, and genes in which one or more bases are added to the base sequence shown in SEQ ID NO: 12 or 46. , deletions, and/or substituted base sequences, or base sequences having 90% or more sequence identity.
  • genomic DNA of a phage containing such a gene for example, genomic DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 13, 47 or 48, and in the base sequence shown in SEQ ID NO: 13, 47 or 48, 1 A base sequence in which one or more bases have been added, deleted, and/or substituted, a base sequence with 90% or more sequence identity, a base sequence other than the base sequence encoding the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 11 or 45 A nucleotide sequence in which one or more bases have been added, deleted, and/or substituted, or a nucleotide sequence other than the nucleotide sequence encoding the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 11 or 45, with 80% or more sequence identity
  • genomic DNA of the phage includes, for example, the base sequence shown in SEQ ID NO: 14, 18, 19, and any one of 32 to 36, and any one of SEQ ID NO: 14, 18, 19, and 32 to 36.
  • Genomic DNA includes a base sequence in which one or more bases have been added, deleted, and/or substituted, and a base sequence having 90% or more sequence identity in the base sequence represented by .
  • a phage containing a gene encoding the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 15 or 42 as the amino acid sequence of the tail fiber protein in its genomic DNA, and one or more genes in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 15 or 42 examples include phages that contain in their genomic DNA a gene encoding an amino acid sequence in which amino acids have been added, deleted, and/or substituted, or an amino acid sequence having 90% or more sequence identity.
  • genes encoding such amino acid sequences include genes consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 16 or 43, and genes in which one or more bases are added to the base sequence shown in SEQ ID NO: 16 or 43.
  • genomic DNA of a phage containing such a gene for example, genomic DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 17 or 44, and one or more of the base sequence shown in SEQ ID NO: 17 or 44.
  • Examples include genomic DNA consisting of sequences.
  • a phage containing a gene encoding the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 21 in its genomic DNA, and one or more amino acids added, deleted, and/or substituted in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 21 examples include phages that contain in their genomic DNA a gene encoding an amino acid sequence with a sequence identity of 90% or more.
  • genes encoding such amino acid sequences include genes consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 22, and genes in which one or more bases are added, deleted, or deleted in the base sequence shown in SEQ ID NO: 22. and/or substituted base sequences, or base sequences having 90% or more sequence identity.
  • genomic DNA of a phage containing such a gene for example, a genomic DNA consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 23, and a DNA in which one or more bases are added to the base sequence shown in SEQ ID NO: 23. , a deleted and/or substituted base sequence, a base sequence with 90% or more sequence identity, a base sequence other than the base sequence encoding the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 21, in which one or more bases are present.
  • TTPA Tuil-Tubular protein A gene consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 24, 49, 60, or 37, and SEQ ID NO: 25 (correctly SEQ ID NO: 57), 50, 61, or 38, 54, or 59.
  • a TTPA gene encoding an amino acid sequence in which one or more amino acids are added, deleted, and/or substituted in the amino acid sequence shown in , or an amino acid sequence with 90% or more sequence identity is inserted into the genomic DNA.
  • Examples include phage containing.
  • Specific examples of genes encoding such amino acid sequences include genes consisting of the base sequences shown in SEQ ID NO: 26 or 39, or 27 (correctly SEQ ID NO: 58), 40 or 55, and SEQ ID NO: 26 or 39, or 27 (correctly SEQ ID NO: 58), 40, or 55, in which one or more bases are added, deleted, and/or substituted, or with 90% or more sequence identity. Examples include base sequences having the following.
  • genomic DNA of a phage containing such a gene for example, genomic DNA consisting of the base sequence shown in any one of SEQ ID NO: 28, 29, 41, or 56, and SEQ ID NO: 28, 29, 41, or 56.
  • a base sequence other than the base sequence encoding the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 24 or 37, or 25 (correctly SEQ ID NO: 57), 50, 38, 54, or 59, with which the sequence identity is 80% or more Examples include genomic DNA consisting of sequences.
  • Sequence identity in this specification is not particularly limited. Specifically, for example, 80% or more, 81% or more, 82% or more, 83% or more, 84% or more, 85% or more, 86% or more, 87% or more, 88% or more with respect to the reference sequence.
  • Agriculturally acceptable carriers and media are those that facilitate the application of the composition, maintain the viability and infectivity of the phages that are the active ingredients, and /Or a substance whose rate of action can be controlled, which has no or very little harmful effect on the environment such as soil and water quality when applied outdoors, and has no or very little harmful effect on animals, especially humans. .
  • Carrier Specific examples of agriculturally acceptable carriers include surfactants, protective agents, excipients, and the like. Minor amounts of wetting agents, emulsifying agents, pH buffering agents, and the like may also be utilized, if desired.
  • the carrier may be blended in advance or just before application.
  • the surfactant has the effect of improving the physicochemical properties of the composition on plants, such as wettability, emulsification, dispersibility, permeability, adhesion, defoaming, and spreadability.
  • Surfactants can be used as the main component of agricultural chemical adjuvants called spreading agents.
  • the spreading agent include nonionic surfactants, combinations of nonionic surfactants and anionic surfactants, paraffinic surfactants, and paroxyethylene resin acid esters.
  • polyoxyethylene alkyl ether compounds More specifically, for example, polyoxyethylene alkyl ether compounds, polyoxyethylene fatty acid ester compounds, lignin sulfonate compounds, naphthyl methanesulfonate compounds, alkyl sulfosuccinate compounds, and tetraalkylammonium salts.
  • examples include type compounds.
  • the protective agent is expected to have effects such as reducing damage caused by ultraviolet rays.
  • examples include skim milks, caseins, gelatins, and the like.
  • excipients examples include glucose, lactose, sucrose, gelatin, starch, malt, and wheat flour.
  • solvents include water (including aqueous solutions), buffers, and liquid media.
  • the solvent is a sterile liquid.
  • composition of the present invention may contain the same and/or different pharmacological agents to the extent that they do not affect the lytic activity of the phages constituting the bacteriolytic agent. It may contain one or more other active ingredients.
  • phrases having bacteriolytic activity against the same bacteria include, for example, other phages that specifically recognize and bind to bacteria of the genus Xanthomonas, similar to the phage constituting the lytic agent according to the first aspect.
  • active ingredients may include pesticides, herbicides, fertilizers (e.g. urea, ammonium nitrate, superphosphates) and, if necessary, known chemical pesticides, antibiotics and biopesticides. can.
  • fertilizers e.g. urea, ammonium nitrate, superphosphates
  • chemical pesticides antibiotics and biopesticides. can.
  • the dosage form of the composition of the present invention is determined based on the infection site of the target bacteria on the target plant, the colonization ability of the target plant, and/or the target bacteria of the phage that is the active ingredient. Any dosage form may be used as long as it maintains the ease of infection.
  • the plant disease control composition may be prepared as a liquid solution or wettable powder suspended in an appropriate solution, or may be mixed with a carrier and solidified as a solid powder, granule, or gel. .
  • the infection site of the target bacteria in the target plant is the above-ground leaves, flowers, fruits, stems, branches, or trunks, a solution, water, or A Japanese preparation or a gel preparation is suitable.
  • the infection site of the target bacteria is underground roots or underground rhizomes, powders or granules that are slowly released in the soil and can exert a sustained effect on the infection site are suitable, although not limited thereto. .
  • any method known in the art may be used as long as it is a method that allows the plant disease control composition to be applied to the target plant.
  • Phage which is an active ingredient of a plant disease control composition, can invade the entire surface of a target plant, such as the stems, leaves, roots, etc., and therefore can be applied by an appropriate method depending on the purpose.
  • the application site is above-ground parts such as stems and leaves, the plant disease control composition may be applied so as to come into direct contact with the application site. Direct contact includes, for example, applying, spraying, spraying, or dipping the plant disease control composition onto the application site.
  • the application is carried out to a site of the target plant infected with the target bacteria or a site at risk of infection.
  • the application site may be applied indirectly by adding it into the soil or, if it is a culture medium, into the culture medium.
  • the "soil” here is not particularly limited as long as it is soil that allows the growth of target plants. Usually, a planting soil containing suitable nutrients and having an appropriate pH value is used. The location of the soil does not matter.
  • “medium” refers to an artificially prepared cultivation medium for a target plant. It may be a solid medium such as an agar medium, or a liquid medium. Examples of media include, for example, isolation beds, root zone restriction pots or nurseries.
  • the composition of the medium may be any known medium composition in the art. It can be selected appropriately depending on the type of plant and the like.
  • target plant of the plant disease control composition of the present invention is not particularly limited in type as long as it is a plant capable of developing a plant disease caused by the target bacterium of the present invention. It may be either an angiosperm or a gymnosperm. Furthermore, it does not matter whether it is a herbaceous plant or a woody plant. Preferred specific examples of target plants include agriculturally important plants, such as crop plants and flower plants such as cereals, vegetables, and fruits.
  • monocots include plants of the Poaceae family (e.g., rice, wheat, barley, maize, sugarcane, sorghum, sorghum, turf grass), plants of the Musaceae family (e.g., banana), and plants of the Amaryllidaceae family.
  • Amaryllidaceae plants (for example, green onions, onions, garlic, chives), Liliaceae (Liliaceae) plants (for example, lilies, tulips).
  • Dicotyledonous plants include Brassicaceae plants (e.g. cabbage, radish, Chinese cabbage, brassica), Asteraceae plants (e.g. lettuce, burdock, chrysanthemum), Fabaceae plants (e.g.
  • Solanaceae plants e.g. tomatoes, eggplants, potatoes, tobacco, bell peppers, capsicum, petunia
  • Rosaceae plants e.g. Strawberries, apples, pears, peaches, loquats, almonds, plums, roses, plums, cherries
  • Cucurbitaceae plants e.g. cucumbers, gourds, pumpkins, melons, watermelons
  • Anacardiaceae plants e.g. mangoes, pistachios, cashews
  • Lauraceae plants e.g. avocado
  • Rutaceae plants e.g. tangerines, grapefruit, lemons, yuzu
  • Convolvulaceae plants e.g. sweet potato
  • Camellia family Theaceae
  • Theaceae plants (for example, tea tree), and Vitaceae (Vitaceae) plants (for example, grapes).
  • Target plant diseases to which the plant disease control composition of the present invention is applied include all plant diseases caused by the target bacteria of the present invention.
  • it is a plant disease caused by bacteria of the genus Xanthomonas.
  • bacteria of the genus Xanthomonas For example, bacterial spot (bacterial spot) seen on peaches, bacterial blight (bacterial blight) seen on walnuts, bacterial pustule (bacterial pustule) seen on soybeans, horn spot disease seen on strawberries, etc.
  • bacterial spot Bacterial blight seen on tomatoes, peppers, and lettuce, Black rot seen on cabbage, Chinese cabbage, broccoli, etc., Canker disease seen on oranges, grapefruit, etc.
  • Bacterial canker angular leaf spot seen on cotton etc., and leaf blight seen on rice etc.
  • Plant disease control method 3-1 Summary
  • the third aspect of the present invention is a method for controlling plant diseases.
  • the method for controlling plant diseases of the present invention is characterized in that plant diseases of a target plant are controlled by applying the plant disease control composition according to the second aspect to the target plant.
  • the method for controlling plant diseases of the present invention includes a contacting step as an essential step.
  • the "contact step” is a step of bringing the plant disease control composition described in the second aspect into contact with a target plant. This step basically follows "2-3. Application method" in the plant disease control composition of the second embodiment.
  • contact refers to contact between the plant disease control composition and the target plant.
  • the lytic agent according to the first aspect that is, the phage, which is an active ingredient of the plant disease control composition, comes into contact with the plant body of the target plant, preferably a site infected by the target bacteria or a site at risk of infection. Say something.
  • the purpose of this step is to infect target bacteria with phage, which is an active ingredient, thereby lysing the target bacteria. As a result, the effect of controlling plant diseases caused by the target bacteria can be exerted.
  • Contact may be direct contact or indirect contact.
  • direct contact means that the plant disease control composition directly contacts a predetermined site of the target plant. Specifically, it refers to, for example, applying, spraying, scattering, or dipping a liquid or gel-like plant disease control composition onto the body of a target plant. In this case, the parts of the plant to be contacted are mainly leaves, flowers, fruits, stems, branches, and/or trunks.
  • indirect contact means that the plant disease control composition comes into contact with a predetermined site of the target plant via an intermediary. For example, it refers to applying a granular plant disease control composition into the soil around the roots of a target plant. Phage, the active ingredient, is transported through water in the soil and eventually absorbed through the roots.
  • Phage which is an active ingredient of the composition obtained by the present invention, can efficiently kill target bacteria, and is therefore useful for preventing and suppressing diseases caused by target bacteria. Furthermore, disease diagnosis becomes possible by detecting and identifying target bacteria based on their specific bacteriolytic activity. Copper agents and antibiotics are examples of drugs that have been conventionally used against bacteria of the genus Xanthomonas, but these drugs can cause drug damage and disrupt the bacterial flora balance.
  • the fourth aspect of the present invention is a method for identifying bacteria of the genus Xanthomonas.
  • the identification method of the present invention is characterized in that bacteria of the genus Xanthomonas are identified using the host specificity of the phage constituting the lytic agent according to the first aspect.
  • the identification method of the present invention includes a culture step, a mixing step, a mixture culture step, and a determination step as essential steps, and an isolation step as a selection step. Each process will be explained below.
  • Isolation process is a process of isolating test bacteria from plant tissues affected by plant diseases. This step is a selection step and may be performed as necessary.
  • Test bacteria is a plant pathogenic bacterium that is subjected to the Xanthomonas genus bacteria identification method of the fourth aspect of the present invention or the Xanthomonas genus bacteria detection method of the fifth aspect described below, and whose species is clearly identified. refers to bacteria that have not been exposed to
  • the plant tissue may be any part of the plant that has developed a plant disease, but it is preferably a part where symptoms of the plant disease are noticeable. For example, if a peach has developed bacterial peach borer disease, leaves with the disease may be used.
  • a diseased specimen may be extracted by immersing it in a solvent such as water, and the specimen may be fragmented and crushed during extraction. Subsequently, the extract may be streaked onto an agar medium and a single colony may be picked.
  • a solvent such as water
  • the “cultivation process” is a process of culturing the isolated test bacteria to obtain a culture.
  • the test bacteria may be cultured by methods known in the art.
  • “Culture” is obtained by culturing test bacteria, and may be either liquid or solid.
  • test bacteria are in an unidentified state, so it is desirable to use a medium that can widely culture plant pathogenic bacteria as the medium used in this step.
  • a medium capable of cultivating at least Xanthomonas bacteria, which are the bacteria to be identified in the present invention, is used.
  • examples of such a medium include protein enzyme decomposition products such as peptone and tryptone, biological extracts such as potato dextrose and yeast extract, amino acids or salts thereof such as glutamic acid, sugars such as glucose and sucrose, sodium chloride, and magnesium chloride. Any medium may be used as long as it contains one or more components selected from inorganic salts such as , potassium dihydrogen phosphate, and the like.
  • Specific media and compositions include LB medium (tryptone, yeast extract, sodium chloride), YPG medium (yeast extract, peptone, glucose), PD medium (potato dextrose), Suwa medium with peptone (sucrose, glutamic acid, peptone). ) etc.
  • the isolated test bacteria are inoculated into the medium and cultured under appropriate culture conditions.
  • a culture can be obtained by culturing under stirring conditions, for example, at 20-40°C, 20-30°C, 22-28°C, or 24-26°C.
  • the culture time is not limited, for example, the culture may be performed until the turbidity at 600 nm reaches about 1.0.
  • the culture may be a two or more multi-stage culture. For example, a soft agar-containing liquid medium is added to the culture solution obtained after culturing in a liquid medium, and the mixture can be further cultured after being poured onto a solid medium such as an agar medium and solidified.
  • the “mixing process” is a process of mixing the culture obtained in the culturing process and the bacteriolytic agent according to the first aspect to obtain a mixture.
  • the “mixture” is a mixture of a culture and a bacteriolytic agent, and may be either liquid or solid.
  • the mixing method is not particularly limited as long as the culture and the bacteriolytic agent can be mixed.
  • the bacteriolytic agent according to the first aspect may be in a solid state, or may be administered in a liquid state suspended in water or a liquid medium.
  • the volume ratio of culture and lysate should be 1:9, 2:8, 3:7, 4:6, 5:5, 6:4, 7:3, The ratio should be 8:2 or 9:1.
  • the culture and the lysing agent may be thoroughly mixed by stirring or the like.
  • the culture is solid.
  • a mixture may be obtained by dropping a lytic agent onto a solid culture such as a gel surface to mix the two on a solid medium.
  • the "mixture culturing process” is a process of culturing the mixture under predetermined conditions.
  • a liquid medium containing soft agar to the mixture, pour it onto a solid medium such as an agar medium, solidify it, and then further culture it.
  • the basic procedure of this step is similar to the culture step described above.
  • this step although not limited, it is preferable to perform culture based on a so-called plaque assay method so that it is easy to confirm whether or not the test bacteria are lysed by the phages constituting the lytic agent in the determination step described below.
  • a so-called plaque assay method so that it is easy to confirm whether or not the test bacteria are lysed by the phages constituting the lytic agent in the determination step described below.
  • a so-called plaque assay method so that it is easy to confirm whether or not the test bacteria are lysed by the phages constituting the lytic agent in the determination step described below.
  • the "determination step” is a step of determining that the test bacterium is a Xanthomonas bacterium when the test bacterium is lysed after the culturing step.
  • the determination of the presence or absence of bacteriolysis is not limited, but for example, if it is based on a plaque assay method, it may be determined based on the presence or absence of plaque formation. If plaques are present on the solidified soft agar medium spread out on the agar medium after the above-mentioned mixture cultivation step, this indicates that the test bacteria have been lysed by infection with the phage constituting the lytic agent of the present invention. Therefore, the test bacterium at this time can be determined to be a bacterium of the genus Xanthomonas. On the other hand, if the test bacterium grows all over the agar medium and no plaque is present, it can be determined that the test bacterium is not a Xanthomonas bacterium.
  • the method for identifying bacteria of the genus Xanthomonas of the present invention it is possible to detect whether or not bacteria of the genus Xanthomonas are present in a lesion of a plant that has developed a plant disease that is predicted to be caused by bacteria of the genus Xanthomonas.
  • Example 1 corresponds to Example 1
  • Example 2 corresponds to Example 2
  • Example 3 corresponds to Example 3
  • Example 4 to Example 4 Example 5 to Example 5, Example 6 to Example 6,
  • Example 9 to Example 9 Embodiment 10 corresponds to Embodiment 10, respectively.
  • Tables 1 to 13 in this application are completely the same as Tables 1 to 13 in Japanese Patent Application No. 2022-156882.
  • FIGS. 1 to 11 in this application are completely the same as FIGS. 1 to 11 in Japanese Patent Application No. 2022-156882.
  • SEQ ID NOS: 1 to 44 in the present application are completely the same as SEQ ID NOS: 1 to 44 in Japanese Patent Application No. 2022-156882.
  • Example 1 Isolation of a novel bacteriophage and its lytic activity (1)> (the purpose) We will isolate a new bacteriophage that has lytic activity against plant pathogenic bacteria and verify its lytic activity against plant pathogenic bacteria.
  • NCIMB-ID UK Microorganism Strain Library UKNCC
  • Xanthomonas oryzae pv A medium (SW+P Broth) was used.
  • SW+P Broth a liquid medium in which 1 g of peptone, 1 g of yeast extract, and 2 g of glucose were dissolved in 1 L of H 2 O and then autoclaved was used.
  • an agar medium prepared by adding 15g of agar per liter to the above Broth (SW+P Broth or YPG Broth) and autoclaving it (when using SW+P Broth, use "SW+P Agar", YPG Broth When using YPG Agar, it is written as “YPG Agar”).
  • SW+P Broth or YPG Broth an agar medium prepared by adding 15g of agar per liter to the above Broth
  • SW+P Broth When using SW+P Broth, use "SW+P Agar", YPG Broth When using YPG Agar, it is written as “YPG Agar”).
  • the soft agar medium (Top Agar) 5 g of agarose per liter was added to the above Broth, the autoclaved Top Agar was stored at approximately 50°C, and used as needed.
  • the new phage was isolated from natural sewage or soil obtained in Japan.
  • the phage isolation method was based on a conventional plaque assay method.
  • phage-containing liquid was prepared by filtering sewage from ponds, lakes, etc., or sewage containing soil suspended in water through a 0.45 ⁇ m filter. Subsequently, equal amounts of the bacterial solution and the phage-containing solution were mixed and left at room temperature for about 10 minutes. Next, 0.2 mL of the bacteria/phage mixture was added to 3 mL of Top Agar, quickly mixed using a vortex mixer, and then poured onto the Agar.
  • Top Agar After the Top Agar had solidified, it was statically cultured at 25°C for about 12 hours. Lytic plaques were formed on lawns of bacteria formed by culture. Thereafter, the gel in the plaque area was aspirated using a cut-off tip, and phages having bacteriolytic activity against Xanthomonas bacteria were isolated. Thereafter, the phage was purified by repeating this procedure using a phage-containing solution containing a high concentration of the isolated phages instead of waste water.
  • a total of three new phages were isolated from natural sewage and soil using a method that detects lytic plaques formed on soft agar media in which any of the above bacterial strains had been amplified.
  • the three new phages isolated in Example 1 are referred to as "first phage.”
  • the isolated phages were suspended in SM Buffer and collected as a phage-containing solution through a 0.2 ⁇ m filter. This phage-containing solution was mixed with the bacterial solution under the above conditions, and the phage was isolated again. The phages were further purified by repeating this procedure several times.
  • the composition of SM Buffer is shown in Table 3.
  • the plate lysate (PL) method which is an amplification method using a plaque assay method, was performed.
  • a bacteria/phage mixture was prepared so that many plaques were formed on Agar, mixed with Top Agar, and then spread and cultured on YPG Agar. Thereafter, 3 mL SM Buffer was added to Top Agar on which plaques were formed, and the mixture was shaken at 25° C. for about 30 minutes, and the supernatant was passed through a 0.2 ⁇ m filter to collect a recovery solution containing phages.
  • the first phage was purified by adding and dissolving 1 g of PEG 6000 (10% final concentration) and 0.4 g of NaCl (4% final concentration) to 10 mL of the recovered solution, and spinning at 4°C overnight using a rotator. I did it. Thereafter, the mixture was centrifuged at ⁇ 15,000g/4°C/60 minutes, and the supernatant was removed. The collected pellet was resuspended in 0.5 mL of SM Buffer. Subsequently, 0.5 mL of chloroform was added, stirred vigorously, and left on ice for 6 hours. After centrifugation at ⁇ 8,000g/4°C/10 minutes, the upper layer was carefully collected to obtain a phage purified solution.
  • the concentration of the purified phage solution is generally expressed as a titer [PFU/mL] based on the number of plaque forming units (PFU) in the plaque assay method, which is an indicator of lytic activity. .
  • PFU plaque forming units
  • the titer of the prepared first phage purified solution was determined by plaque assay using an appropriately diluted solution, and was confirmed to be 10 8 PFU/mL or more.
  • the host range of the first phage was evaluated using a spot test method. 0.1 mL of the bacterial solution alone was added to 3 mL of Top Agar and mixed, then poured into Agar, spread over the entire plate, and solidified. In addition to the bacterial suspensions of each Xanthomonas bacteria shown in Table 1 prepared in (1) above, a bacterial suspension of Pseudomonas fluorescens for control was also prepared. Thereafter, about 5 ⁇ L of the phage purified solution was added dropwise, and the mixture was left to stand at 25° C. for about 12 hours. If a circle (approximately 1 cm in diameter) of the droplet became clear on the plate where a lawn of bacteria had been formed, the dropped phage was determined to have bacteriolytic activity against that bacterial strain.
  • FIG. 1 An example of the results is shown in Figure 1.
  • the three types of first phage obtained by the present invention have lytic activity against all of the strains belonging to the five bacterial species shown in Table 2: Xanthomonas arboricola, Xanthomonas campestris, Xanthomonas citri, Xanthomonas oryzae, and Xanthomonas cucurbitae. showed that. On the other hand, it was also confirmed that it did not exhibit bacteriolytic activity against Pseudomonas fluorescens. Although there are reports of phages showing activity against two or more species of Xanthomonas, the pattern described above has not been reported (Nakayinga R. et al., BMC Microbiology, 2021, 21:291).
  • FIG. 12 shows an example of a plaque assay plate for the first phage having the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 8, using Xanthomonas oryzae pv. oryzae with ID MAFF No. 311019 as the bacterial species.
  • the number of plaques formed as a result of bacteriolysis indicates that the first phage also exhibits lytic activity against this bacterium isolated from rice.
  • These results indicate that the first phage may be applicable to various plant diseases. For example, it has been suggested that it is useful for controlling peach borer disease, rice leaf blight, tangerine canker disease, and broccoli black rot caused by Xanthomonas bacteria, and it has also been shown to have high industrial value. Be expected.
  • Genome analysis of the first phage The genomic DNA sequence of the first phage was determined and analyzed.
  • genomic DNA was measured using Qubit dsDNA HS Assay kit (Thermo Fisher Scientific), and 50 ⁇ L of genomic DNA solution was prepared to have a final concentration of 0.2 ng/ ⁇ L.
  • Nextera XT DNA Library Prep Illumina
  • electrophoresis was performed with a Bioanalyzer (Agilent Technologies) using the Agilent High Sensitivity DNA Kit (Agilent Technologies), the average bp size of the sample was measured, and the concentration of DNA fragments was determined.
  • tail fiber genes were found in the genome sequences of each phage.
  • RAST server https://rast.nmpdr.org/
  • PHASTER https://phaster.ca/
  • tail fiber genes were found in the genome sequences of each phage.
  • the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 5 to 7 have high sequence identity with each other.
  • the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 5 to 7 have high sequence identity.
  • the sequence identity for each base sequence was 96% or more, and the sequence identity for the base sequences of SEQ ID NOs: 6 and 7 was 98% or more.
  • the amino acid sequences of SEQ ID NOs: 2 to 4 also have high sequence identity with each other, The sequence identity between the amino acid sequences of SEQ ID NOs: 2 to 4 was 98% or more.
  • phage Mija The lytic activity of phage Mija has been confirmed in Xylella fastidiosa and the like, and the host range of phage Mija is different from that of the phage of the present invention.
  • the characteristics related to host specificity and host range of phages are thought to have a large role of the tail fiber protein (Nobrega F.L. et al., Nat. Rev. Microbiol., 2018, 16:760-773).
  • the present inventors thought that the above-mentioned difference in host range might be due to difference in tail fiber genes.
  • the tail fiber protein of Stenotrophomonas phage vB_SmaS-DLP_6 (GenBank accession number: AMQ65898.1) had the highest similarity score.
  • its amino acid sequence has low sequence identity to any of the amino acid sequences of SEQ ID NO: 2 to 4.
  • Stenotrophomonas phage vB_SmaS-DLP_6 targets the genus Stenotrophomonas, and targets bacteria of a different genus from the phage of the present invention.
  • Example 2 Isolation of a novel bacteriophage and its lytic activity (2)> (the purpose) We will isolate a new bacteriophage that has lytic activity against plant pathogenic bacteria and verify its lytic activity against plant pathogenic bacteria.
  • Method and results (1) Obtaining and culturing plant pathogenic bacteria
  • the target plant pathogenic bacteria were Xanthomonas bacteria, and all strains were obtained from the National Agriculture and Food Research Organization (NARO).
  • NARO National Agriculture and Food Research Organization
  • Each of the bacteria used in Example 2 is listed in Table 4 together with the respective deposit number (MAFF No.) of the National Agriculture and Food Research Organization.
  • Bacteria of the genus Xanthomonas and Pseudomonas fluorescens were cultured according to the method described in Example 1, "(1) Obtaining and culturing plant pathogenic bacteria.”
  • the isolated phages were suspended in SM Buffer and collected as a phage-containing solution through a 0.2 ⁇ m filter. This phage-containing solution was mixed with the bacterial solution under the above conditions, and the phage was isolated again. Phage were purified by repeating this procedure several times.
  • a plate lysate (PL) method was performed to amplify and purify the isolated and purified second phage.
  • the specific method was based on the method described in Example 1, "(3) Amplification and purification of the first phage.”
  • the titer of the prepared second phage purified solution was determined by plaque assay using an appropriately diluted solution, and was confirmed to be 10 8 PFU/mL or more.
  • FIG. 13 shows an example of a plaque assay plate for this second phage, using Xanthomonas oryzae pv. oryzae with ID MAFF No. 311019 as the bacterial species.
  • the large number of plaques formed as a result of bacteriolysis indicates that the second phage also exhibits lytic activity against this bacterium isolated from rice. These results suggest that the isolated second phage exhibits lytic activity against a wide range of bacteria of the genus Xanthomonas.
  • the second phage is useful for controlling peach borer disease, rice leaf blight, citrus canker disease, and broccoli black rot caused by Xanthomonas bacteria. .
  • Genome analysis of the second phage The genomic DNA sequence of the second phage was determined and analyzed.
  • the sequences of their tail fiber proteins were compared.
  • the tail fiber gene was identified from the genome sequence of the second phage of this example.
  • RAST server https://rast.nmpdr.org/
  • PHASTER server https://phaster.ca/
  • amino acid sequence (SEQ ID NO: 11) encoded by the gene consisting of the nucleotide sequence shown in SEQ ID NO: 12 is found at positions 278 and 350 when compared with the amino acid sequence of a related protein of Xp12 (access code: QNN97189.1).
  • the types of amino acids were different. Specifically, valine at position 278 in Xp12 was changed to alanine, and serine at position 350 was changed to tryptophan. These substitutions are not conservative substitutions, and serine in particular often contributes to protein-protein interactions, so these substitutions are likely to cause differences in function.
  • Example 3 Isolation of a novel bacteriophage and its lytic activity (3)> (the purpose) We will isolate a new bacteriophage that has lytic activity against plant pathogenic bacteria and verify its lytic activity against plant pathogenic bacteria.
  • Bacteria of the genus Xanthomonas and Pseudomonas fluorescens were cultured according to the method described in Example 1, "(1) Obtaining and culturing plant pathogenic bacteria.”
  • the isolated phages were suspended in SM Buffer and collected as a phage-containing solution through a 0.2 ⁇ m filter. This phage-containing solution was mixed with the bacterial solution under the above conditions, and the phage was isolated again. Phage were purified by repeating this procedure several times.
  • a plate lysate (PL) method was performed to amplify and purify the isolated and purified third phage.
  • the specific method was based on the method described in Example 1, "(3) Amplification and purification of the first phage.”
  • the titer of the prepared third phage purified solution was determined by a plaque assay method using an appropriately diluted solution, and was confirmed to be 10 8 PFU/mL or more.
  • the phages isolated in this example showed bacteriolytic activity against all of the Xanthomonas bacteria isolated from different regions, as shown in the collection locations in Table 5. This suggests that the isolated third phage exhibits lytic activity broadly against Xanthomonas bacteria.
  • the third phage is useful for controlling peach borehole bacterial disease caused by bacteria of the genus Xanthomonas.
  • Genome analysis of the third phage The genomic DNA sequence of the third phage was determined and analyzed.
  • Example 4 Isolation of a novel bacteriophage and its lytic activity (4)> (the purpose) We will isolate a new bacteriophage that has lytic activity against plant pathogenic bacteria and verify its lytic activity against plant pathogenic bacteria.
  • Bacteria of the genus Xanthomonas and Pseudomonas fluorescens were cultured according to the method described in Example 1, "(1) Obtaining and culturing plant pathogenic bacteria.”
  • the isolated phages were suspended in SM Buffer and collected as a phage-containing solution through a 0.2 ⁇ m filter. This phage-containing solution was mixed with the bacterial solution under the above conditions, and the phage was isolated again. Phage were purified by repeating this procedure several times.
  • the plate lysate (PL) method which is an amplification method using a plaque assay method, was performed.
  • the specific method was in accordance with the method described in Example 1, "(3) Amplification and purification of the first phage.”
  • the titer of the prepared fourth phage purified solution was determined by a plaque assay method using an appropriately diluted solution, and was confirmed to be 10 8 PFU/mL or more.
  • the host range of the fourth phage was evaluated using a spot test method. The basic operation was based on the method described in "(4) First phage host range evaluation" in Example 1. An example of the results is shown in FIG. If the fourth phage exhibits bacteriolytic activity, it becomes transparent only when the purified phage solution is dropped into the lawn of bacteria formed on the plate.
  • the fourth phage obtained by the present invention showed lytic activity against all strains of Xanthomonas bacteria shown in Table 6. As in Example 3, it showed bacteriolytic activity against all of the Xanthomonas bacteria isolated in different regions. This suggests that the isolated phage exhibits lytic activity against a wide range of bacteria of the genus Xanthomonas.
  • the fourth phage is useful for controlling peach borehole bacterial disease caused by bacteria of the genus Xanthomonas.
  • Genome analysis of the fourth phage The genomic DNA sequence of the fourth phage was determined and analyzed.
  • the fourth phage has a novel host range for the genus Xanthomonas that has not been previously reported, and that this characteristic is particularly borne by the novel tail fiber gene.
  • Example 5 Isolation of a novel bacteriophage and its lytic activity (5)> (the purpose) We will isolate a new bacteriophage that has lytic activity against plant pathogenic bacteria and verify its lytic activity against plant pathogenic bacteria.
  • Method and results (1) Obtaining and culturing plant pathogenic bacteria
  • the plant pathogenic bacteria serving as the target bacteria were bacteria of the genus Xanthomonas, and all strains were obtained from the National Agriculture and Food Research Organization (NARO).
  • NARO National Agriculture and Food Research Organization
  • Each of the bacteria used in this example is listed in Table 7 together with the respective deposit number (MAFF No.) of the National Agriculture and Food Research Organization.
  • Bacteria of the genus Xanthomonas and Pseudomonas fluorescens were cultured according to the method described in Example 1, "(1) Obtaining and culturing plant pathogenic bacteria.”
  • the isolated phages were suspended in SM Buffer and collected as a phage-containing solution through a 0.2 ⁇ m filter. This phage-containing solution was mixed with the bacterial solution under the above conditions, and the phage was isolated again. Phage were purified by repeating this procedure several times.
  • a plate lysate (PL) method was performed to amplify and purify the isolated and purified fifth phage.
  • the specific method was in accordance with the method described in Example 1, "(3) Amplification and purification of the first phage.”
  • the titer of the prepared fifth phage purified solution was determined by a plaque assay method using an appropriately diluted solution, and was confirmed to be 10 8 PFU/mL or more.
  • the host range of the fifth phage was evaluated using a spot test method. The basic operation was based on the method described in "(4) First phage host range evaluation" in Example 1.
  • the fifth phage obtained by the present invention showed lytic activity against all of the Xanthomonas bacteria shown in Table 7. On the other hand, it did not show bacteriolytic activity against Pseudomonas fluorescens. As in Example 3, it showed bacteriolytic activity against all of the Xanthomonas bacteria isolated in different regions. This suggests that the isolated fifth phage exhibits lytic activity against a wide range of bacteria of the genus Xanthomonas.
  • the fifth phage is useful for controlling peach borehole bacterial disease caused by bacteria of the genus Xanthomonas.
  • Genome analysis of the fifth phage The genomic DNA sequence of the fifth phage was determined and analyzed.
  • sequence identity is a numerical value for the range automatically aligned by the analysis server for the full length genome of SEQ ID NO: 18 or 19.
  • the numerical value in that range is displayed as Query Cover.
  • sequence identity of vB_PaeS of 98.28% is a numerical value calculated by limiting the region to 90% of the total length of SEQ ID NO: 18. Therefore, although it is difficult to calculate the sequence identity for the entire length, it is estimated to be at least lower than 98.28%, which corresponds to a value lower than 90%. In the case of P1940, it is estimated to correspond to a value lower than 95%.
  • the target bacterium of the phage having the genome of the above-mentioned known sequence was a bacterium of the genus Pseudomonas. Therefore, although the fifth phage of this example has extremely high sequence identity with the genome sequences of known phages, it was difficult to identify it as its target bacterium. At the same time, phages that show higher sequence identity over a broader range than vB_PaeS and P1940 to the fifth phage have the same host range as the fifth phage of this example, i.e., Xanthomonas spp. It is considered that there is a high possibility.
  • Example 6 Isolation of a novel bacteriophage and its lytic activity (6)> (the purpose) We will isolate a new bacteriophage that has lytic activity against plant pathogenic bacteria and verify its lytic activity against plant pathogenic bacteria.
  • the target plant pathogenic bacteria are Xanthomonas bacteria, and all strains were obtained from the National Agriculture and Food Research Organization (NARO).
  • NARO National Agriculture and Food Research Organization
  • Each of the bacteria used in this example is listed in Table 9 together with the respective deposit number (MAFF No.) of the National Agriculture and Food Research Organization.
  • Bacteria of the genus Xanthomonas and Pseudomonas fluorescens were cultured according to the method described in Example 1, "(1) Obtaining and culturing plant pathogenic bacteria.”
  • the isolated phages were suspended in SM Buffer and collected as a phage-containing solution through a 0.2 ⁇ m filter. This phage-containing solution was mixed with the bacterial solution under the above conditions, and the phage was isolated again. Phage were purified by repeating this procedure several times.
  • a plate lysate (PL) method was performed to amplify and purify the isolated and purified sixth phage.
  • the specific method was in accordance with the method described in Example 1, "(3) Amplification and purification of the first phage.”
  • the titer of the prepared sixth phage purified solution was determined by plaque assay using an appropriately diluted solution, and was confirmed to be 10 8 PFU/mL or more.
  • the host range of the 6th phage was evaluated using a spot test method. The basic operation was based on the method described in "(4) First phage host range evaluation" in Example 1.
  • FIG. 6 An example of the results is shown in Figure 6.
  • the sixth phage obtained by the present invention showed bacteriolytic activity against all of the Xanthomonas bacteria shown in Table 9. On the other hand, it did not show bacteriolytic activity against Pseudomonas fluorescens. As in Example 3, it showed bacteriolytic activity against all of the Xanthomonas bacteria isolated in different regions. This suggests that the isolated sixth phage exhibits lytic activity against a wide range of bacteria of the genus Xanthomonas.
  • the sixth phage is useful for controlling peach borehole bacterial disease caused by bacteria of the genus Xanthomonas.
  • Genome analysis of the sixth phage The genomic DNA sequence of the sixth phage was determined and analyzed.
  • the target bacteria of these known phages were not of the genus Xanthomonas but of the genus Pseudomonas or Stenotrophomonas. Therefore, it was suggested that the sixth phage is a completely new phage that targets bacteria of the genus Xanthomonas.
  • the ranges from positions 8062 to 9473 and from positions 31995 to 34230 in the genome nucleotide sequence shown by SEQ ID NO: 23 were found to be regions with low sequence identity to known phages. .
  • a total of five ORFs were detected in this region.
  • the specific ORFs are positions 8082 to 8573, positions 8645 to 8842, positions 9223 to 9477, positions 31881 to 32789, and positions 32792, respectively, in the genome base sequence of SEQ ID NO: 23. This was the DNA region shown by the base sequence from position 33694 to position 33694.
  • this gene is a known gene or not, based on the amino acid sequence of the translation product (SEQ ID NO: 21), we used the BLAST server provided by NCBI to identify not only bacteriophages targeting bacteria of the genus Xanthomonas. We conducted a wide search for similar amino acid sequences. As a result, even the sequence with the highest similarity score had only about 50% sequence identity, and no sequences showing high sequence identity were detected.
  • Example 7 Isolation of a novel bacteriophage and its lytic activity (7)> (the purpose) We will isolate a new bacteriophage that has lytic activity against plant pathogenic bacteria and verify its lytic activity against plant pathogenic bacteria.
  • the target plant pathogenic bacteria are Xanthomonas bacteria, and all strains were obtained from the National Agriculture and Food Research Organization (NARO).
  • NARO National Agriculture and Food Research Organization
  • Each of the bacteria used in this example is listed in Table 10 together with the respective deposit number (MAFF No.) of the National Agriculture and Food Research Organization.
  • Bacteria of the genus Xanthomonas and Pseudomonas fluorescens were cultured according to the method described in Example 1, "(1) Obtaining and culturing plant pathogenic bacteria.”
  • the isolated phages were suspended in SM Buffer and collected as a phage-containing solution through a 0.2 ⁇ m filter. This phage-containing solution was mixed with the bacterial solution under the above conditions, and the phage was isolated again. Phage were purified by repeating this procedure several times.
  • a plate lysate (PL) method was performed to amplify and purify the isolated and purified seventh phage.
  • the specific method was in accordance with the method described in Example 1, "(3) Amplification and purification of the first phage.”
  • the titer of the prepared seventh phage purified solution was determined by plaque assay using an appropriately diluted solution, and was confirmed to be 10 8 PFU/mL or more.
  • the host range of the seventh phage was evaluated using a spot test method. The basic operation was based on the method described in "(4) First phage host range evaluation" in Example 1.
  • FIG. 7 An example of the results is shown in Figure 7.
  • the seventh phage obtained by the present invention showed lytic activity against all of the Xanthomonas bacteria shown in Table 10. On the other hand, it did not show bacteriolytic activity against Pseudomonas fluorescens.
  • it exhibited bacteriolytic activity against all of the various bacterial species, and also exhibited bacteriolytic activity against all of the bacterial strains isolated from different regions. This suggests that the isolated seventh phage exhibits lytic activity against a wide range of bacteria of the genus Xanthomonas.
  • the seventh phage is useful for controlling peach borehole bacterial disease caused by bacteria of the genus Xanthomonas and broccoli black rot.
  • Genome analysis of the seventh phage The genomic DNA sequence of the seventh phage was determined and analyzed.
  • the genome nucleotide sequences of f30-Xaj and f20-Xaj had approximately 91% sequence identity over 74% of the total length. From this result, it is estimated that the sequence identity with respect to the full length corresponds to a value of about 70%. However, none of the phages targeted Xanthomonas arboricola pv. pruni.
  • SEQ ID NO: 26 shows the base sequence of the tail tube protein A gene contained in the genome base sequence (SEQ ID NO: 28) of the seventh phage found in this example, and SEQ ID NO: 24 shows the amino acid sequence of tail tube protein A. shows.
  • SEQ ID NO: 27 shows the base sequence of the tail tube protein B gene
  • SEQ ID NO: 25 shows the amino acid sequence of tail tube protein B.
  • Tail tube protein A and tail tube protein B are reported to be involved in the specific adsorption of phages to bacteria (Maozhi Hu, et ai., 2020, 9:1, 855-867), so the seventh It is highly likely that this phage is also involved in the host range of the phage.
  • SEQ ID NO: 24 amino acid sequence of tail tube protein A
  • SEQ ID NO: 25 amino acid sequence of tail tube protein B
  • these proteins are novel tail tube proteins that mediate the lytic action against bacteria of the genus Xanthomonas.
  • Example 8 Isolation of a novel bacteriophage and its lytic activity (8)> (the purpose) We will isolate a new bacteriophage that has lytic activity against plant pathogenic bacteria and verify its lytic activity against plant pathogenic bacteria.
  • the target plant pathogenic bacteria are Xanthomonas bacteria, and all strains were obtained from the National Agriculture and Food Research Organization (NARO).
  • NARO National Agriculture and Food Research Organization
  • Each of the bacteria used in this example is listed in Table 11 along with the respective deposit number (MAFF No.) of the National Agriculture and Food Research Organization.
  • Bacteria of the genus Xanthomonas and Pseudomonas fluorescens were cultured according to the method described in Example 1, "(1) Obtaining and culturing plant pathogenic bacteria.”
  • the isolated phages were suspended in SM Buffer and collected as a phage-containing solution through a 0.2 ⁇ m filter. This phage-containing solution was mixed with the bacterial solution under the above conditions, and the phage was isolated again. Phage were purified by repeating this procedure several times.
  • a plate lysate (PL) method was performed to amplify and purify the isolated and purified eighth phage.
  • the specific method was in accordance with the method described in Example 1, "(3) Amplification and purification of the first phage.”
  • the titer of the prepared eighth phage purified solution was determined by a plaque assay method using an appropriately diluted solution, and was confirmed to be 10 8 PFU/mL or more.
  • the host range of the 8th phage was evaluated using a spot test method. The basic operation was based on the method described in "(4) First phage host range evaluation" in Example 1.
  • FIGS. 8 and 9 An example of the results is shown in FIGS. 8 and 9.
  • the eighth phage obtained by the present invention showed bacteriolytic activity against all of the Xanthomonas bacteria shown in Table 11. On the other hand, it did not show bacteriolytic activity against Pseudomonas fluorescens. As in Example 3, it showed bacteriolytic activity against all of the Xanthomonas bacteria isolated in different regions. This suggests that the isolated eighth phage exhibits lytic activity against a wide range of bacteria of the genus Xanthomonas.
  • the eighth phage is useful for controlling peach borehole bacterial disease caused by bacteria of the genus Xanthomonas.
  • Genome analysis of the 8th phage The genomic DNA sequence of the 8th phage was determined and analyzed.
  • sequence identity between the genomic DNA sequences of each phage with SEQ ID NOs: 32 to 36 was determined using GENETYX-NGS, which is implemented in the genetic information processing software GENETYX (https://www.genetyx.co.jp/).
  • BLAST analysis was performed using Sequence identity using Average Nucleotide Identity (ANI) as an index was as shown in Table 12 below.
  • the ANI values and comparison ranges for the genomic DNA sequences in each column of the genomic DNA sequences in each row are shown in the format of "ANI value (%)/comparison range (%)".
  • the comparison range (%) in Table 12 is the percentage of the region in the genomic DNA sequence in the corresponding column that is aligned with the genomic DNA sequence in the corresponding row. For example, if the ANI value (%)/comparison range (%) is "90/90", the genomic DNA sequence in the corresponding row covers 90% of the total length of the genomic DNA sequence in the corresponding column. They have 90% sequence identity.
  • the ANI value and comparison range for the genomic DNA sequence in each column of the genomic DNA sequence in each row in Table 12 are calculated by swapping the row and column.
  • the ANI value and comparison range may differ slightly from the actual ANI value and comparison range. For example, when comparing the ANI value and comparison range of the row of SEQ ID NO: 32 and column of SEQ ID NO: 35 with the ANI value and comparison range of the row of SEQ ID NO: 35 and column of SEQ ID NO: 32, both ANI values are 100%. However, since the lengths of the genomes of SEQ ID NOs: 32 and 35 are different, the numerical values of the comparison range are different.
  • nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 32 to 36 have sequence identity of 98 to 100% in the range of 90% to 100%, indicating that they are very similar to each other. found.
  • sequence identity of the entire range was estimated by multiplying the ANI value and comparison range in Table 12, the sequence identity of SEQ ID NO: 35 to SEQ ID NO: 36 was the lowest, 90%.
  • the phages have a genomic DNA sequence containing a nucleotide sequence having 90% or more sequence identity with any of the nucleotide sequences of SEQ ID NOs: 32 to 36.
  • a phage that has a genomic DNA sequence containing a base sequence in which about 10% of the bases have been added, deleted, and/or substituted in any of the base sequences also has a genomic DNA sequence of any of SEQ ID NOs: 32 to 36. It was shown to have essentially the same host range and lytic activity as phages.
  • Example 9 Isolation of a novel bacteriophage and its lytic activity (9)> (the purpose) We will isolate a new bacteriophage that has lytic activity against plant pathogenic bacteria and verify its lytic activity against plant pathogenic bacteria.
  • the target plant pathogenic bacteria are Xanthomonas bacteria, and all strains were obtained from the National Agriculture and Food Research Organization (NARO).
  • NARO National Agriculture and Food Research Organization
  • Each of the bacteria used in this example is listed in Table 13 together with the respective deposit number (MAFF No.) of the National Agriculture and Food Research Organization.
  • NCIMB-ID UK Microorganism Strain Library UKNCC
  • the isolated phages were suspended in SM Buffer and collected as a phage-containing solution through a 0.2 ⁇ m filter. This phage-containing solution was mixed with the bacterial solution under the above conditions, and the phage was isolated again. Phage were purified by repeating this procedure several times.
  • a plate lysate (PL) method was performed to amplify and purify the isolated and purified 9th phage.
  • the specific method was in accordance with the method described in Example 1, "(3) Amplification and purification of the first phage.”
  • the titer of the prepared ninth phage purified solution was determined by a plaque assay method using an appropriately diluted solution, and was confirmed to be 10 8 PFU/mL or more.
  • the host range of the 9th phage was evaluated using a spot test method. The basic operation was based on the method described in "(4) First phage host range evaluation" in Example 1.
  • the phages obtained according to the present invention exhibited bacteriolytic activity against all strains belonging to the three bacterial species shown in Table 13: Xanthomonas arboricola, Xanthomonas citri, and Xanthomonas campestris. Furthermore, Xanthomonas arboricola and Xanthomonas campestris showed bacteriolytic activity against strains of different pathogenic types. On the other hand, it was also confirmed that it did not exhibit bacteriolytic activity against Pseudomonas fluorescens.
  • phages showing activity against two or more species of Xanthomonas Although there are reports of phages showing activity against two or more species of Xanthomonas, the above-mentioned pattern, including pathotypes, has not been reported (Nakayinga R. et al., BMC Microbiology, 2021, 21 :291). This result indicates that the phage of the present invention may be applicable to various plant diseases. For example, it has been suggested that it is useful for controlling peach borer disease, tangerine canker disease, and broccoli black rot caused by bacteria of the genus Xanthomonas, and is expected to have high industrial value.
  • Genome analysis of the 9th phage The genomic DNA sequence of the 9th phage was determined and analyzed.
  • SEQ ID NO: 39 shows the base sequence of the tail tube protein A gene contained in the genome base sequence (SEQ ID NO: 41) of the ninth phage found in this example, and SEQ ID NO: 37 shows the amino acid sequence of tail tube protein A. shows.
  • SEQ ID NO: 40 shows the base sequence of the tail tube protein B gene, and SEQ ID NO: 38 shows the amino acid sequence of tail tube protein B.
  • Tail tube protein A and tail tube protein B are reported to be involved in the specific adsorption of phages to bacteria (Maozhi Hu, et ai., 2020, 9:1, 855-867), so the 9th It is highly likely that this phage is also involved in the host range of the phage.
  • BLAST server provided by NCBI based on the amino acid sequence of tail tube protein A (SEQ ID NO: 37) and the amino acid sequence of tail tube protein B (SEQ ID NO: 38), we found that more than 97% of the sequences were found for both. There were no amino acid sequences with identity.
  • the amino acid sequence of tail tube protein A the amino acid sequence of tail tube protein A of the aforementioned Xanthomonas phage Xaa_vB_phi31 showed the highest sequence identity of about 95%.
  • the sequence identity between the base sequence of SEQ ID NO: 39 and the base sequence encoding tail tube protein A of Xaa_vB_phi31 was about 89%.
  • the amino acid sequence of tail tube protein B the amino acid sequence of tail tube protein B of Xaa_vB_phi31 showed the highest sequence identity of about 91%.
  • the sequence identity of the nucleotide sequence of the gene with the nucleotide sequence of SEQ ID NO: 40 was about 86%.
  • these proteins are novel tail tube proteins that mediate the lytic action against bacteria of the genus Xanthomonas.
  • Example 10 Isolation of a novel bacteriophage and its lytic activity (10)> (the purpose) We will isolate a new bacteriophage that has lytic activity against plant pathogenic bacteria and verify its lytic activity against plant pathogenic bacteria.
  • Bacteria of the genus Xanthomonas and Pseudomonas fluorescens were cultured according to the method described in Example 1, "(1) Obtaining and culturing plant pathogenic bacteria.”
  • the isolated phages were suspended in SM Buffer and collected as a phage-containing solution through a 0.2 ⁇ m filter. This phage-containing solution was mixed with the bacterial solution under the above conditions, and the phage was isolated again. Phage were purified by repeating this procedure several times.
  • a plate lysate (PL) method was performed to amplify and purify the isolated and purified phage.
  • the specific method was in accordance with the method described in Example 1, "(3) Amplification and purification of the first phage.”
  • the titer of the 10th phage purified solution was determined by a plaque assay method using an appropriately diluted solution, and was confirmed to be 10 8 PFU/mL or more.
  • the host range of the 10th phage was evaluated using a spot test method. The basic operation was based on the method described in "(4) First phage host range evaluation" in Example 1.
  • FIG. 11 An example of the results is shown in FIG. 11. If the phage exhibits lytic activity, the lawn of bacteria formed on the plate becomes transparent only when the purified phage solution is dropped.
  • the 10th phage showed bacteriolytic activity against all strains belonging to the three bacterial species shown in Table 13: Xanthomonas arboricola, Xanthomonas citri, and Xanthomonas campestris. Furthermore, Xanthomonas arboricola and Xanthomonas campestris showed bacteriolytic activity against strains of different pathogenic types. On the other hand, it was also confirmed that it did not exhibit bacteriolytic activity against Pseudomonas fluorescens.
  • Genome analysis of the 10th phage The genomic DNA sequence of the 10th phage was determined and analyzed.
  • the sequence of the tail fiber gene of the aforementioned phage RiverRider had the highest similarity score.
  • the sequence identity of this base sequence was approximately 77% over the first half (1st to 890th positions: equivalent to approximately 52% of the total length) of the base sequence of SEQ ID NO: 43.
  • the protein with the highest similarity score was the tail fiber protein of RiverRider.
  • the sequence identity of the amino acid sequence was approximately 82% over approximately 52% of the total length. From this, it was found that the tail fiber protein of the 10th phage is a novel protein with no highly related proteins, and is a particularly characteristic protein in the phage of the present invention compared to known phages. Ta.
  • the above-mentioned document states that it showed bacteriolytic activity against Xanthomonas fragariae, but did not show bacteriolytic activity against Xanthomonas arboricola and Xanthomonas campestris. Therefore, the host range is clearly different from that of the 10th phage, and it was suggested that the large difference in the host range between this phage RiverRider and the phage obtained in this example is due to the difference in the tail fiber genes.
  • Example 11 Isolation of a novel second bacteriophage and its lytic activity> (the purpose) We will isolate a new bacteriophage that has lytic activity against plant pathogenic bacteria and verify its lytic activity against plant pathogenic bacteria.
  • Method and results (1) Obtaining and culturing plant pathogenic bacteria
  • the target plant pathogenic bacteria were Xanthomonas bacteria, and all strains were obtained from the National Agriculture and Food Research Organization (NARO).
  • NARO National Agriculture and Food Research Organization
  • the bacteria listed in Table 14 were used.
  • Bacteria of the genus Xanthomonas and Pseudomonas fluorescens were cultured according to the method described in Example 1, "(1) Obtaining and culturing plant pathogenic bacteria.”
  • the isolated phages were suspended in SM Buffer and collected as a phage-containing solution through a 0.2 ⁇ m filter. This phage-containing solution was mixed with the bacterial solution under the above conditions, and the phage was isolated again. Phage were purified by repeating this procedure several times.
  • Phage host range evaluation The phage host range was evaluated using a spot test method. The basic operation was based on the method described in "(4) First phage host range evaluation" in Example 1.
  • FIGS. 14 and 15 An example of the results is shown in FIGS. 14 and 15. If the phage exhibits lytic activity, the lawn of bacteria formed on the plate becomes transparent only when the purified phage solution is dropped.
  • the two types of phages obtained by the present invention like the second phage, exhibited bacteriolytic activity against all of the bacteria of the genus Xanthomonas shown in Table 4 (FIG. 14). On the other hand, it did not show bacteriolytic activity against Pseudomonas fluorescens. This suggests that the two isolated phages may be highly related to the second phage. Furthermore, the lytic activity against Xanthomonas campestris pv. campestris was confirmed for the second phage obtained in Example 2 and the two types of phages obtained in this example. As a result, all three types of phages showed bacteriolytic activity against this strain ( Figure 15).
  • the phage obtained in this example is useful for controlling peach borer disease, rice leaf blight, citrus canker disease, and broccoli black rot caused by bacteria of the genus Xanthomonas. was suggested.
  • Phage genome analysis The genomic DNA sequence of the phage obtained in this example was determined and analyzed.
  • the tail fiber gene was identified from the genome sequences of each of the two phages of this example.
  • RAST server https://rast.nmpdr.org/
  • PHASTER server https://phaster.ca/
  • SEQ ID NO: 46 was identified as the nucleotide sequence of the tail fiber gene.
  • the base sequences of the tail fiber genes of the two types of phages isolated in this example were the same.
  • amino acid sequence (SEQ ID NO: 45) encoded by the gene consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 46 was compared with the amino acid sequence (SEQ ID NO: 11) encoded by the tail fiber gene of the phage isolated in Example 2. did.
  • amino acid sequence (SEQ ID NO: 11) encoded by the tail fiber gene of the phage isolated in Example 2. did.
  • only the type of amino acid at position 154 was different.
  • Thr threonine
  • amino acid sequence (Ala) at position 154 in SEQ ID NO: 11 was changed to alanine (Ala).
  • the amino acid sequence of the related protein is the same as that of the phage isolated in Example 2, at positions 278 and 350.
  • the phages obtained in this example also had different types of amino acids at position 154.
  • Xanthomonas oryzae is the only known bacterial species in which phage Xp12 exhibits lytic activity. It was suggested that this is due to a difference in the amino acids at positions 278 and 350. Furthermore, it was suggested that even a phage that additionally has a different amino acid at another position, such as the second phage obtained in this example, has a wide host range.
  • Example 12 Isolation of a novel seventh bacteriophage and its lytic activity> (the purpose) We will isolate a new bacteriophage that has lytic activity against plant pathogenic bacteria and verify its lytic activity against plant pathogenic bacteria.
  • the target plant pathogenic bacteria are Xanthomonas bacteria, and all strains were obtained from the National Agriculture and Food Research Organization (NARO).
  • NARO National Agriculture and Food Research Organization
  • the bacteria used in this example are listed in Table 15 along with the deposit numbering (MAFF No.) of the National Agriculture and Food Research Organization.
  • Bacteria of the genus Xanthomonas and Pseudomonas fluorescens were cultured according to the method described in Example 1, "(1) Obtaining and culturing plant pathogenic bacteria.”
  • the isolated phages were suspended in SM Buffer and collected as a phage-containing solution through a 0.2 ⁇ m filter. This phage-containing solution was mixed with the bacterial solution under the above conditions, and the phage was isolated again. Phage were purified by repeating this procedure several times.
  • FIGS. 16 and 17 An example of the results is shown in FIGS. 16 and 17. If the phage exhibits lytic activity, the lawn of bacteria formed on the plate becomes transparent only when the purified phage solution is dropped.
  • the phages obtained according to the present invention exhibited lytic activity against all of the Xanthomonas bacteria shown in Table 10 (FIG. 16). On the other hand, it did not show bacteriolytic activity against Pseudomonas fluorescens. This suggests that the isolated phage may be highly related to the seventh phage. Furthermore, the lytic activity against Xanthomonas campestris pv. vesicatoria was confirmed for the two seventh phage obtained in Example 7 and the phage obtained in this example. As a result, all three types of phages showed bacteriolytic activity against this strain ( Figure 17).
  • the phage obtained in this example is useful for controlling peach borehole bacterial disease caused by bacteria of the genus Xanthomonas and broccoli black rot.
  • Genome analysis of the seventh phage The genomic DNA sequence of the phage obtained in this example was determined and analyzed.
  • a gene group encoding the tail tube protein was identified from the genome sequence of the phage of this example.
  • BRAST server https://rast.nmpdr.org/
  • PHASTER server https://phaster.ca/
  • SEQ ID NO: 51 shows the nucleotide sequence of the tail tube protein A gene contained in the phage genome nucleotide sequence (SEQ ID NO: 53) found in this example, and SEQ ID NO: 49 shows the amino acid sequence of tail tube protein A.
  • SEQ ID NO: 52 shows the base sequence of the tail tube protein B gene, and SEQ ID NO: 50 shows the amino acid sequence of tail tube protein B.
  • the amino acid sequences of these tail tube proteins were compared with the amino acid sequences of the tail tube proteins of the phage isolated in Example 7 (SEQ ID NOs: 24 and 58).
  • the sequence identity of the amino acid sequence of tail tube protein A was 96.58%
  • the sequence identity of the amino acid sequence of tail tube protein B was 97.60%.
  • the phage obtained in this example was also referred to as the "seventh phage" together with the phage obtained in Example 7.
  • amino acid sequence of tail tube protein A the following seven amino acid substitutions were found in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 49 from the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 24: glutamic acid (Glu) at position 28; substitution with aspartic acid (Asp), substitution of serine (Ser) at position 108 with asparagine (Asn), substitution of glutamine (Gln) at position 110 with histidine (His), substitution of glutamine at position 153 ( Gln) to lysine (Lys), aspartic acid (Asp) at position 157 to asparagine (Asn), tyrosine (Tyr) at position 189 to phenylalanine (Phe), position 201 to Substitution of valine (Val) to tyrosine (Tyr).
  • amino acid sequence of tail tube protein B the following 20 amino acid substitutions were observed in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 50 from the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 58: proline (alanine (Ala) at position 25) Substitution of alanine (Ala) at position 53 with serine (Ser), substitution of alanine (Ala) at position 216 with proline (Pro), substitution of histidine (His) at position 221 with tyrosine (Tyr) substitution, substitution of valine (Val) at position 272 with (Ile), substitution of alanine (Ala) at position 389 with glutamic acid (Glu), substitution of serine (Ser) at position 395 with alanine (Ala), substitution of valine (Val) at position 410 with isoleucine (Ile), substitution of isoleucine (Ile) at position 425 with valine (Val), substitution of glycine (Gly) at position 472.
  • SEQ ID NOs: 58 and 50 belong to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 61, whereas known phages including ⁇ Xc10 and f20-Xaj that belong to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 61 do not exist. I didn't.
  • phage ⁇ Xc10 and f20-Xaj were not phages that showed lytic activity against Xanthomonas arboricola pv. It was suggested that this is due to differences in the amino acid sequences of Furthermore, even when there are some differences in the amino acid sequences of the tail tube proteins, as in the case of the seventh phage obtained in this example, it was suggested that they have similar host ranges depending on their positions.
  • Example 13 Isolation of a novel ninth bacteriophage and its lytic activity> (the purpose) We will isolate a new bacteriophage that has lytic activity against plant pathogenic bacteria and verify its lytic activity against plant pathogenic bacteria.
  • the target plant pathogenic bacteria are Xanthomonas bacteria, and all strains were obtained from the National Agriculture and Food Research Organization (NARO).
  • NARO National Agriculture and Food Research Organization
  • bacteria of the genus Xanthomonas listed in Table 13 were used.
  • NCIMB-ID UK Microorganism Strain Library UKNCC
  • the isolated phages were suspended in SM Buffer and collected as a phage-containing solution through a 0.2 ⁇ m filter. This phage-containing solution was mixed with the bacterial solution under the above conditions, and the phage was isolated again. Phage were purified by repeating this procedure several times.
  • FIG. 18 An example of the results is shown in FIG. 18. If the phage exhibits lytic activity, the lawn of bacteria formed on the plate becomes transparent only when the purified phage solution is dropped.
  • the phage obtained in this example like the phage obtained in Example 9, exhibited bacteriolytic activity against all strains belonging to three bacterial species: Xanthomonas arboricola, Xanthomonas citri, and Xanthomonas campestris ( Figure 18 ). It was also confirmed that it exhibits bacteriolytic activity against bacterial strains of different pathotypes. On the other hand, it was also confirmed that it did not exhibit bacteriolytic activity against Pseudomonas fluorescens. This suggests that the isolated phage may be highly related to the ninth phage.
  • the phage obtained in this example is useful for controlling, for example, peach borer disease, citrus canker disease, and broccoli black rot caused by bacteria of the genus Xanthomonas. .
  • Phage genome analysis The genomic DNA sequence of the obtained phage was determined and analyzed.
  • a gene group encoding the tail tube protein was identified from the genome sequence of the phage of this example.
  • BRAST server https://rast.nmpdr.org/
  • PHASTER server https://phaster.ca/
  • the nucleotide sequence of the tail tube protein A gene contained in the phage genome nucleotide sequence (SEQ ID NO: 56) found in this example is the nucleotide sequence of the tail tube protein A gene of the phage isolated in Example 9 (SEQ ID NO: 56). 39) were completely identical. Therefore, the translated amino acid sequence of tail tube protein A was identical to the amino acid sequence of tail tube protein A of the phage isolated in Example 9 (SEQ ID NO: 37). For this reason, the phage obtained in this example was also referred to as the "ninth phage" together with the phage obtained in Example 9.
  • SEQ ID NO: 55 shows the base sequence of the tail tube protein B gene
  • SEQ ID NO: 54 shows the amino acid sequence of tail tube protein B.
  • tail tube protein B (SEQ ID NO: 54) was compared with the amino acid sequence of tail tube protein B of the phage isolated in Example 9 (SEQ ID NO: 38). The sequence identity of the amino acid sequence of tail tube protein B was 99.3%.
  • substitutions were observed from the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 38: substitution of threonine (Thr) at position 61 with alanine (Ala); , substitution of glutamine (Gln) at position 108 with lysine (Lys), substitution of proline (Pro) at position 404 with glutamine (Gln), substitution of proline (Pro) at position 679 with serine (Ser) Substitutions, substitution of threonine (Thr) at position 682 with alanine (Ala), and substitution of isoleucine (Ile) with position 727 of valine (Val).
  • Example 9 no phage was known that had sequence identity of 97% or more to the amino acid sequences of tail tube proteins A and B of the ninth phage obtained in Example 9.
  • phages such as Xanthomonas phage Xaa_vB_phi31, which had a high similarity score with the ninth phage, were not known to exhibit a wide range of lytic activities against various species of Xanthomonas bacteria like the ninth phage.
  • Example 14 Lytic activity of the resulting bacteriophage combination> (the purpose)
  • a mixed solution in which equal amounts of the phage purification liquids prepared in each example were mixed was used as the phage purification liquid to be added dropwise.
  • the mixed solution was prepared by appropriately diluting it so that the total titer was equivalent to that when used alone.
  • the phages used in this example are as follows.
  • a phage having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 8 was used as the first phage
  • a phage having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 13 was used as the second phage
  • a genomic DNA of SEQ ID NO: 14 was used as the third phage.
  • a phage having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 18 as a fifth phage
  • a phage having the genome DNA sequence of SEQ ID NO: 23 as a sixth phage.
  • a phage having a genomic DNA sequence and a phage having a genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 44 were used as the 10th phage, respectively.
  • FIGS. 19 and 20 An example of the results is shown in FIGS. 19 and 20. If the phage combination exhibits lytic activity, only the lawn of bacteria formed on the plate becomes transparent when the purified phage solution is dropped. It was found that any of the combinations of 2, 5, and 8 phages tested exhibited at least the same lytic activity as when each phage was used alone (FIGS. 19 and 20).
  • Example 15 Disease control effect test on peach borehole bacterial disease> (the purpose) We will examine the effects of isolated novel bacteriophages that have lytic activity against plant disease-causing bacteria when applied to plants.
  • phage spray solution used in this test was prepared according to the following procedure.
  • a host bacterial cell culture solution for phage amplification was prepared according to the following procedure.
  • the host used was Xanthomonas arboricola pv. pruni (MAFF No. 311351), a strain in which lytic activity was confirmed in all phages tested.
  • the bacterial cells were inoculated into YPG Broth and incubated overnight in a shaker set at 25°C. After incubation, the OD 600 (turbidity at a wavelength of 600 nm) was measured, and the one that was approximately 1.0 was used as the bacterial culture solution below.
  • a mixture of equal amounts of the prepared bacterial cell culture solution and the phage purified solution containing one type of phage (titer of about 10 8 PFU/mL) prepared in Examples 1 to 13 was mixed 100 times.
  • the phages were inoculated into a large amount of YPG culture solution and incubated in a shaker set at 25°C for about 8 to 12 hours, and the resulting culture solution was collected as a crude phage solution. After adding 1/10 amount of chloroform to the recovered crude liquid and stirring vigorously, centrifugation was performed at ⁇ 8,000g/20°C/5 minutes to recover the supernatant.
  • the collected supernatant was passed through a 0.2 ⁇ m filter, and the filtrate was used as a phage purified solution.
  • a phage purified solution diluted with sterilized tap water to a titer of approximately 10 9 PFU/mL was used.
  • a phage spray solution containing multiple types of phages mix equal amounts of each phage purified solution adjusted to have the same titer, and mix it with sterile water so that the titer is approximately 10 9 PFU/mL. It was used diluted with water.
  • a phage having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 17 as the fourth phage a phage having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 18 as the fifth phage, and a phage having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 23 as the sixth phage.
  • a phage having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 28 was used as the seventh phage, and a phage having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 32 was used as the eighth phage.
  • the bacterial culture solution prepared in (1) was used to prepare the bacterial spray solution used to treat plant infections in this test.
  • a bacterial culture solution diluted approximately 10,000 times with sterile tap water was applied to a YPG Agar plate and incubated in an incubator set at 25°C for approximately 1 to 3 days.
  • a bacterial suspension obtained by suspending colonies on a YPG Agar plate with sterile tap water was diluted with sterile tap water to give a final OD 600 of approximately 0.5, and a bacterial spray solution was prepared.
  • Plant specimen Commercially available peach seedlings (variety: Kawanakajima, 1 year old) were grown in a greenhouse, and the seedlings that had grown to about 100 leaves were used as specimens for evaluation.
  • the phage spray solution was sprayed on the leaves of each specimen twice, with an interval of 2 to 3 days, twice before and after the bacterial infection treatment. After 2 to 3 days, the specimens were infected with bacteria by spraying the bacterial spray solution on the leaves. After the bacterial infection was treated, the specimens were left in a humidified plastic greenhouse for about two days. Thereafter, the phage spray solution was sprayed on the leaves twice at an interval of 2 to 3 days.
  • the treatment was carried out in the same manner as described above, except that sterile tap water was used instead of the phage purified solution.
  • Leaves with brown spots on the leaf surface which is a characteristic of peach borehole bacterial disease, were determined to be infected leaves, and the ratio of the number of infected leaves to the total number of leaves was calculated as the disease incidence rate.
  • the relative attack rate of the phage-treated group was calculated as a relative value when the attack rate of the untreated group was set as 100%.
  • the results are shown in Figures 21 and 22.
  • the attack rate in the untreated group was approximately 36%.
  • the relative attack rate taking the attack rate of the untreated group as 100%, was approximately 50% on average when a phage spray solution containing one type of phage was applied.
  • the highest relative attack rate was about 61% (groups treated with phage 6 and groups treated with phage 8).
  • the group to which the seventh phage was applied had the lowest relative attack rate, at approximately 24%.
  • the disease attack rate was further reduced compared to when a phage spray solution containing one type of phage was applied.
  • the attack rate in the untreated group was approximately 15%.
  • the highest relative attack rate was about 41% (combination of phage 2, 4, 6 and 8).
  • the relative attack rate was the lowest, about 34%.
  • the phages of the present invention can effectively control plants from diseases even when applied to actual plants. It was also found that higher effects can be obtained by applying them in combination. Furthermore, it was found that the disease control effect of the phages of the present invention is effective even under conditions where the disease incidence is low in the untreated group.
  • Example 16 Broccoli black rot disease control effect test> (the purpose) We will examine the effects of isolated novel bacteriophages that have lytic activity against plant disease-causing bacteria when applied to plants.
  • Phage spray was carried out according to the description in Example 15, except that the bacteria used as the bacterial cells were Xanthomonas campestris pv. campestris (MAFF No. 106765) and the following phages were used. A liquid was prepared.
  • a phage ( ⁇ 1 in FIG. 23) having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 7 was used as the first phage
  • a phage ( ⁇ 1 in FIG. 23) having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 13 was used as the second phage.
  • a phage having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 53 ( ⁇ 7-2 in FIG.
  • the attack rate in the untreated group was approximately 52%.
  • the relative attack rate taking the attack rate of the untreated group as 100%, was approximately 62% on average when a phage spray solution containing one type of phage was applied.
  • the relative attack rate was approximately 66% at the highest (the group in which a phage having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 28 ( ⁇ 7-1 in Figure 23) was applied as the seventh phage) ).
  • the group in which the phage having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 47 ( ⁇ 2-2 in FIG. 23) was applied as the second phage had the lowest relative attack rate, at about 56%.
  • the relative attack rate was further reduced to about 53% on average.
  • the highest relative attack rate was about 58% when the ninth phage ( ⁇ 9 in Figure 23) and the tenth phage ( ⁇ 10 in Figure 23) were combined.
  • a total of four types of phage, the first phage ( ⁇ 1 in Figure 23), two types of second phage ( ⁇ 2-1 and ⁇ 2-2 in Figure 23), and the tenth phage ( ⁇ 10 in Figure 23) The relative attack rate was lowest when the phages were combined, at about 47%.
  • the phage of the present invention can effectively control plants from diseases, regardless of the type of plant itself. It was also found that higher effects can be obtained by applying the phages of the present invention in combination.
  • Example 17 Disease control effect test on tomato bacterial spot disease> (the purpose)
  • Phage spray was carried out according to the description in Example 15, except that the bacteria used as the bacterial cells were Xanthomonas campestris pv. vesicatoria (MAFF No. 301256) and the following phages were used. A liquid was prepared.
  • a phage ( ⁇ 1 in FIG. 24) having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 7 was used as the first phage
  • a phage ( ⁇ 1 in FIG. 24) having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 13 was used as the second phage.
  • a seventh phage A phage having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 28 ( ⁇ 7 in FIG. 24) was used as the 10th phage
  • a phage having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 44 ( ⁇ 10 in FIG. 24) was used as the 10th phage.
  • Plant specimen Commercially available tomato seeds were sown, grown in a greenhouse, and seedlings with 50 or more leaves were used as specimens for evaluation.
  • the attack rate in the untreated group was approximately 25%.
  • the relative attack rate taking the attack rate of the untreated group as 100%, was approximately 60% on average when a phage spray solution containing one type of phage was applied.
  • the relative attack rate was approximately 66% at the highest (the group in which a phage having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 47 ( ⁇ 2-2 in Figure 24) was applied as a second phage).
  • the group to which the seventh phage ( ⁇ 7 in FIG. 24) was applied had the lowest relative attack rate, about 53%.
  • the relative attack rate was further reduced to about 49% on average.
  • the highest relative attack rate was obtained when the second phage having the genomic DNA sequence of SEQ ID NO: 48 ( ⁇ 2-3 in Figure 24) was combined with the seventh phage ( ⁇ 7 in Figure 24). Yes, it was about 55%.
  • a total of four types of phages the first phage ( ⁇ 1 in Figure 24), two types of second phages ( ⁇ 2-1 and ⁇ 2-2 in Figure 24), and the tenth phage ( ⁇ 10 in Figure 24). The relative attack rate was lowest when the phages were combined, at approximately 43%.
  • the phage of the present invention can effectively control plants from diseases, regardless of the type of plant itself. It was also found that higher effects can be obtained by applying the phages of the present invention in combination.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

キサントモナス属細菌を原因とする植物病害を防除するため、同属細菌特異的に溶菌活性を示す新規バクテリオファージを単離し、それを有効成分とする植物病害防除組成物を開発し、提供する。 新規なゲノムDNA配列を有する、キサントモナス属細菌特異的に溶菌活性を示すバクテリオファージからなる溶菌剤、及びそれを有効成分とする植物病害防除組成物を提供する。

Description

キサントモナス属細菌溶菌性バクテリオファージ
 本発明はバクテリオファージからなる溶菌剤、それを含む植物病害防除組成物、及び植物病害防除方法に関する。
 バクテリオファージ(本明細書では、しばしば単に「ファージ」と略記する)は細菌にのみ感染するウイルスの総称である。溶菌ファージとも呼ばれる多くのファージは、宿主である標的細菌に特異的に吸着した後、自身のDNAを注入し、細菌の翻訳機構を利用して自己増幅する。さらに、その細菌を溶菌することによって増幅したファージを拡散させ、新たな標的細菌への感染を繰り返す(非特許文献1)。
 キサントモナス属細菌の多くは、様々な農作物をはじめとする植物病害の原因菌として知られ、一般的な慣行防除として銅剤や抗生物質が使用されてきた。しかし、薬効や薬害、さらに菌叢バランスの破綻の要因となり得る等の問題が多いため、近年では、新たな防除法としてファージを応用した方法が注目されている(非特許文献2)。
 キサントモナス属細菌に溶菌性を示すファージには、例えば、特許文献1~3、及び非特許文献2に記載の報告例がある。しかしファージの宿主範囲は極めて狭いため、新たなファージの探索や、より溶菌活性の高いファージの発掘は依然として重要である。
特開2016-32435号公報 特開2021-102635号公報 国際公開2017/113029号
Sharma S. et al., Folia Microbiol., 2017, 62:17-55 Nakayinga R. et al., BMC Microbiology, 2021, 21:291
 上記課題を解決するために、本発明者らはバクテリオファージに着目した。従来の銅剤や抗生物質と異なり、ウイルスであるファージは、天然物であるため、これまでに薬害の顕在化は報告されていない。また、宿主に対する特異性が非常に高いため、特定の属や種の細菌のみが標的となり、菌叢バランスへの影響が極めて限定的である。また、ヒトをはじめとする動物のみならず、植物に対しても無害であり、安全性が高い。
 そこで、キサントモナス属細菌を原因とする植物病害による農作物への被害を抑えるべく、キサントモナス属細菌に対する溶菌活性を示す新規ファージを単離する。さらに、当該ファージを有効成分とする組成物を提供し、またそれを用いて病害防除や病原細菌検出等に適用することを課題とする。
 本発明者らは、キサントモナス属細菌を培養した軟寒天培地上に形成される溶菌プラークを検出する手法を用いて、天然の汚水・土壌から新規ファージを単離し、種々のキサントモナス属細菌に対するそのファージの溶菌活性を評価し、またそのゲノム配列を解析した。その結果、新規なゲノムDNA配列を有するファージであることが明らかとなった。本発明は、上記研究開発結果に基づき完成に至ったものであり、具体的には、以下を提供する。
(1-1)以下の(a)~(c)のいずれか一に示すアミノ酸配列からなり、標的細菌の認識活性を有するテイルファイバータンパク質をコードする遺伝子をゲノムDNA中に含むバクテリオファージからなる溶菌剤:(a)配列番号1で示すアミノ酸配列;(b)配列番号1で示すアミノ酸配列において1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列;(c)配列番号1で示すアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列。
(1-2)配列番号1で示すアミノ酸配列が、配列番号2~4のいずれか一で示すアミノ酸配列である、(1-1)に記載の溶菌剤。
(1-3)前記遺伝子が以下の(d)~(f)のいずれか一に示す塩基配列からなる、(1-1)又は(1-2)に記載の溶菌剤:(d)配列番号5~7のいずれか一で示す塩基配列;(e)配列番号5~7のいずれか一で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列;(f)配列番号5~7のいずれか一で示す塩基配列と90%以上の配列同一性を有する塩基配列。
(1-4)前記ゲノムDNAの塩基配列が、以下の(g)~(k)のいずれか一に示す塩基配列からなる、(1-1)~(1-3)のいずれかに記載の溶菌剤:(g)配列番号8~10のいずれか一で示す塩基配列;(h)配列番号8~10のいずれか一で示す塩基配列において前記(1-1)~(1-3)のいずれかに記載の遺伝子塩基配列以外の塩基配列に1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列;(i)配列番号8~10のいずれか一で示す塩基配列において前記(1-1)~(1-3)のいずれかに記載の遺伝子塩基配列以外の塩基配列が80%以上の配列同一性を有する塩基配列;(j)配列番号8~10のいずれか一で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列;(k)配列番号8~10のいずれか一で示す塩基配列において90%以上の配列同一性を有する塩基配列。
(1-5)キサントモナス属細菌に対して溶菌活性を示す、(1-1)~(1-4)のいずれかに記載の溶菌剤。
(1-6)前記キサントモナス属細菌が、キサントモナス アルボリコーラ(Xanthomonas arboricola)、キサントモナス カンペストリス(Xanthomonas campestris)、キサントモナス シトリ(Xanthomonas citri)、キサントモナス オリザエ(Xanthomonas oryzae)、及びキサントモナス ククルビタエ(Xanthomonas cucurbitae)からなる群から選択される少なくとも1つの細菌である、(1-5)に記載の溶菌剤。
(2-1)以下の(a)又は(b)のいずれか一で示すアミノ酸配列からなり、標的細菌の認識活性を有するテイルファイバータンパク質をコードする遺伝子をゲノムDNA中に含むバクテリオファージからなる溶菌剤:(a)配列番号11又は45で示すアミノ酸配列、(b)配列番号11で示すアミノ酸配列において278位及び350位以外の1個のアミノ酸が置換されたアミノ酸配列。
(2-2)前記遺伝子が配列番号12又は46で示す塩基配列からなる、(2-1)に記載の溶菌剤。
(2-3)前記ゲノムDNAの塩基配列が、以下の(a)~(e)のいずれか一に示す塩基配列からなる、(2-1)又は(2-2)に記載の溶菌剤:(a)配列番号13、47又は48で示す塩基配列;(b)配列番号13、47又は48で示す塩基配列において前記(2-1)又は(2-2)に記載の遺伝子塩基配列以外の塩基配列に1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列;(c)配列番号13、47又は48で示す塩基配列において前記(2-1)又は(2-2)に記載の遺伝子塩基配列以外の塩基配列が98.5%以上の配列同一性を有する塩基配列;(d)配列番号13、47又は48で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列;(e)配列番号13、47又は48で示す塩基配列において98.5%以上の配列同一性を有する塩基配列。
(2-4)キサントモナス属細菌に対して溶菌活性を示す、(2-1)~(2-3)のいずれかに記載の溶菌剤。
(2-5)前記キサントモナス属細菌が、キサントモナス アルボリコーラ(Xanthomonas arboricola)、キサントモナス カンペストリス(Xanthomonas campestris)、キサントモナス シトリ(Xanthomonas citri)、キサントモナス オリザエ(Xanthomonas oryzae)及びキサントモナス ククルビタエ(Xanthomonas cucurbitae)からなる群から選択される少なくとも1つの細菌である、(2-4)に記載の溶菌剤。
(3-1)以下の(a)~(c)のいずれか一に示す塩基配列を含むゲノムDNA配列を有するバクテリオファージからなる溶菌剤:(a)配列番号14で示す塩基配列;(b)配列番号14で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列;(c)配列番号14で示す塩基配列と90%以上の配列同一性を有する塩基配列。
(3-2)キサントモナス属細菌に対して溶菌活性を示す、(3-1)に記載の溶菌剤。
(3-3)前記キサントモナス属細菌がキサントモナス アルボリコーラ(Xanthomonas arboricola)である、(3-2)に記載の溶菌剤。
(4-1)以下の(a)~(c)のいずれか一に示すアミノ酸配列からなり、標的細菌の認識活性を有するテイルファイバータンパク質をコードする遺伝子をゲノムDNA中に含むバクテリオファージからなる溶菌剤:(a)配列番号15で示すアミノ酸配列;(b)配列番号15で示すアミノ酸配列において1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列;(c)配列番号15で示すアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列。
(4-2)前記遺伝子が以下の(d)~(f)のいずれか一に示す塩基配列からなる(4-1)に記載の溶菌剤:(d)配列番号16で示す塩基配列;(e)配列番号16で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列;(f)配列番号16で示す塩基配列と90%以上の配列同一性を有する塩基配列。
(4-3)前記ゲノムDNAの塩基配列が、以下の(g)~(k)のいずれか一に示す塩基配列からなる、(4-1)又は(4-2)に記載の溶菌剤:(g)配列番号17で示す塩基配列;(h)配列番号17で示す塩基配列において前記(4-1)又は(4-2)に記載の遺伝子塩基配列以外の塩基配列に1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列;(i)配列番号17で示す塩基配列において前記(4-1)又は(4-2)に記載の遺伝子塩基配列以外の塩基配列が80%以上の配列同一性を有する塩基配列;(j)配列番号17で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列;(k)配列番号17で示す塩基配列において90%以上の配列同一性を有する塩基配列。
(4-4)キサントモナス属細菌に対して溶菌活性を示す、(4-1)~(4-3)のいずれかに記載の溶菌剤。
(4-5)前記キサントモナス属細菌がキサントモナス アルボリコーラ(Xanthomonas arboricola)である、(4-4)に記載の溶菌剤。
(5-1)以下の(a)~(c)のいずれか一に示す塩基配列を含むゲノムDNA配列を有するバクテリオファージ、を含む溶菌剤:(a)配列番号18又は19で示す塩基配列;(b)配列番号18又は19で示す塩基配列において、1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列;(c)配列番号18又は19で示す塩基配列と90%以上の配列同一性を有する塩基配列。
(5-2)キサントモナス属細菌に対して溶菌活性を示す、(5-1)に記載の溶菌剤。
(5-3)前記キサントモナス属細菌がキサントモナス アルボリコーラ(Xanthomonas arboricola)である、(5-2)に記載の溶菌剤。
(6-1)以下の(a)~(c)のいずれか一に示すアミノ酸配列からなるタンパク質をコードする遺伝子をゲノムDNA中に含むバクテリオファージからなる溶菌剤:(a)配列番号21で示すアミノ酸配列;(b)配列番号21で示すアミノ酸配列において1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列;(c)配列番号21で示すアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列。
(6-2)前記遺伝子が以下の(d)~(f)のいずれか一に示す塩基配列からなる、(6-1)に記載の溶菌剤:(d)配列番号22で示す塩基配列;(e)配列番号22で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列;(f)配列番号22で示す塩基配列と90%以上の配列同一性を有する塩基配列。
(6-3)前記ゲノムDNAの塩基配列が、以下の(g)~(k)のいずれか一に示す塩基配列からなる、(6-1)又は(6-2)に記載の溶菌剤:(g)配列番号23で示す塩基配列;(h)配列番号23で示す塩基配列において前記(6-1)又は(6-2)に記載の遺伝子以外の塩基配列に1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列;(i)配列番号23で示す塩基配列において前記(6-1)又は(6-2)に記載の遺伝子以外の塩基配列が95%以上の配列同一性を有する塩基配列:(j)配列番号23で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列;(k)配列番号23で示す塩基配列において95%以上の配列同一性を有する塩基配列。
(6-4)キサントモナス属細菌に対して溶菌活性を示す、(6-1)~(6-3)のいずれかに記載の溶菌剤。
(6-5)前記キサントモナス属細菌が、キサントモナス アルボリコーラ(Xanthomonas arboricola)である、(6-4)に記載の溶菌剤。
(7-1)以下の(a)~(c)のいずれか一に示すアミノ酸配列からなり、標的細菌の認識活性を有するテイルチューブタンパク質Aをコードする遺伝子、及び以下の(d)~(f)のいずれか一に示すアミノ酸配列からなり、標的細菌の認識活性を有するテイルチューブタンパク質Bをコードする遺伝子をゲノムDNA中に含むバクテリオファージからなる溶菌剤:(a)配列番号24、49又は60で示すアミノ酸配列;(b)配列番号24又は49で示すアミノ酸配列において1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列;(c)配列番号24又は49で示すアミノ酸配列と97%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列;(d)配列番号57、50又は61で示すアミノ酸配列;(e)配列番号57又は50で示すアミノ酸配列において1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列;(f)配列番号57又は50で示すアミノ酸配列と97%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列。
(7-2)前記テイルチューブタンパク質Aをコードする遺伝子が以下の(g)~(i)のいずれか一に示す塩基配列からなる、(7-1)に記載の溶菌剤:(g)配列番号26又は51で示す塩基配列;(h)配列番号26又は51で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列;(i)配列番号26又は51で示す塩基配列と97%以上の配列同一性を有する塩基配列。
(7-3)前記テイルチューブタンパク質Bをコードする遺伝子が以下の(j)~(l)のいずれか一に示す塩基配列からなる、(7-1)又は(7-2)に記載の溶菌剤:(j)配列番号27又は52で示す塩基配列;(k)配列番号27又は52で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列;(l)配列番号27又は52で示す塩基配列と97%以上の配列同一性を有する塩基配列。
(7-4)前記ゲノムDNAの塩基配列が、以下の(m)~(q)のいずれか一に示す塩基配列からなる、(7-1)~(7-3)のいずれかに記載の溶菌剤:(m)配列番号28、29又は53で示す塩基配列;(n)配列番号28、29又は53で示す塩基配列において前記(7-1)~(7-3)のいずれかに記載の遺伝子塩基配列以外の塩基配列に1個又は数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列;(o)配列番号28、29又は53で示す塩基配列において前記(7-1)~(7-3)のいずれかに記載の遺伝子以外の塩基配列が95%以上の配列同一性を有する塩基配列:(p)配列番号28、29又は53で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列;(q)配列番号28、29又は53で示す塩基配列において95%以上の配列同一性を有する塩基配列。
(7-5)キサントモナス属細菌に対して溶菌活性を示す、(7-1)~(7-4)のいずれかに記載の溶菌剤。
(7-6)前記キサントモナス属細菌が、キサントモナス アルボリコーラ(Xanthomonas arboricola)又はキサントモナス カンペストリス(Xanthomonas campestris)である、(7-5)に記載の溶菌剤。
(8-1)以下の(a)~(c)のいずれか一に示す塩基配列を含むゲノムDNA配列を有するバクテリオファージからなる溶菌剤:(a)配列番号32~36のいずれか一で示す塩基配列;(b)配列番号32~36のいずれか一で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列;(c)配列番号32~36のいずれか一で示す塩基配列と90%以上の配列同一性を有する塩基配列。
(8-2)キサントモナス属細菌に対して溶菌活性を示す、(8-1)に記載の溶菌剤。
(8-3)前記キサントモナス属細菌がキサントモナス アルボリコーラ(Xanthomonas arboricola)である、(8-2)に記載の溶菌剤。
(9-1)以下の(a)~(c)のいずれか一に示すアミノ酸配列からなり、標的細菌の認識活性を有するテイルチューブタンパク質Aをコードする遺伝子、及び以下の(d)~(f)のいずれか一に示すアミノ酸配列からなり、標的細菌の認識活性を有するテイルチューブタンパク質Bをコードする遺伝子をゲノムDNA中に含むバクテリオファージからなる溶菌剤:(a)配列番号37で示すアミノ酸配列;(b)配列番号37で示すアミノ酸配列において1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列;(c)配列番号37で示すアミノ酸配列と92%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列;(d)配列番号38、54又は59で示すアミノ酸配列;(e)配列番号38又は54で示すアミノ酸配列において1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列;(f)配列番号38又は54で示すアミノ酸配列と92%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列。
(9-2)前記テイルチューブタンパク質Aをコードする遺伝子が以下の(g)~(i)のいずれか一に示す塩基配列からなる、(9-1)に記載の溶菌剤:(g)配列番号39で示す塩基配列;(h)配列番号39で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列;(i)配列番号39で示す塩基配列と90%以上の配列同一性を有する塩基配列。
(9-3)前記テイルチューブタンパク質Bをコードする遺伝子が以下の(j)~(l)のいずれか一に示す塩基配列からなる、(9-1)又は(9-2)に記載の溶菌剤:(j)配列番号40又は55で示す塩基配列;(k)配列番号40又は55で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列;(l)配列番号40又は55で示す塩基配列と90%以上の配列同一性を有する塩基配列。
(9-4)前記ゲノムDNAの塩基配列が、以下の(m)~(q)のいずれか一に示す塩基配列からなる、(9-1)~(9-3)のいずれかに記載の溶菌剤:(m)配列番号41又は56で示す塩基配列;(n)配列番号41又は56で示す塩基配列において前記(9-1)~(9-3)のいずれかに記載の遺伝子塩基配列以外の塩基配列に1個又は数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列;(o)配列番号41又は56で示す塩基配列において前記(9-1)~(9-3)のいずれかに記載の遺伝子以外の塩基配列が80%以上の配列同一性を有する塩基配列:(p)配列番号41又は56で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列;(q)配列番号41又は56で示す塩基配列において90%以上の配列同一性を有する塩基配列。
(9-5)キサントモナス属細菌に対して溶菌活性を示す、(9-1)~(9-4)のいずれかに記載の溶菌剤。
(9-6)前記キサントモナス属細菌が、キサントモナス アルボリコーラ(Xanthomonas arboricola)、キサントモナス カンペストリス(Xanthomonas campestris)及びキサントモナス シトリ(Xanthomonas citri)からなる群から選択される少なくとも1つの細菌である、(9-5)に記載の溶菌剤。
(10-1)以下の(a)~(c)のいずれか一に示すアミノ酸配列からなり、標的細菌の認識活性を有するテイルファイバータンパク質をコードする遺伝子をゲノムDNA中に含むバクテリオファージからなる溶菌剤:(a)配列番号42で示すアミノ酸配列;(b)配列番号42で示すアミノ酸配列において1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列;(c)配列番号42で示すアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列。
(10-2)前記遺伝子が以下の(d)~(f)のいずれか一に示す塩基配列からなる、(10-1)に記載の溶菌剤:(d)配列番号43で示す塩基配列;(e)配列番号43で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列;(f)配列番号43で示す塩基配列と90%以上の配列同一性を有する塩基配列。
(10-3)前記ゲノムDNAの塩基配列が、以下の(g)~(k)のいずれか一に示す塩基配列からなる、(10-1)又は(10-2)に記載の溶菌剤:(g)配列番号44で示す塩基配列;(h)配列番号44で示す塩基配列において前記(10-1)又は(10-2)に記載の遺伝子塩基配列以外の塩基配列に1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列;(i)配列番号44で示す塩基配列において前記(10-1)又は(10-2)に記載の遺伝子塩基配列以外の塩基配列が80%以上の配列同一性を有する塩基配列;(j)配列番号44で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列;(k)配列番号44で示す塩基配列において90%以上の配列同一性を有する塩基配列。
(10-4)キサントモナス属細菌に対して溶菌活性を示す、(10-1)~(10-3)のいずれかに記載の溶菌剤。
(10-5)前記キサントモナス属細菌が、キサントモナス アルボリコーラ(Xanthomonas arboricola)、キサントモナス カンペストリス(Xanthomonas campestris)及びキサントモナス シトリ(Xanthomonas citri)からなる群から選択される少なくとも1つの細菌である、(10-4)に記載の溶菌剤。
[1-1]以下の(a)~(d)のいずれか一で示すアミノ酸配列からなり、標的細菌の認識活性を有するテイルファイバータンパク質をコードする遺伝子をゲノムDNA中に含むバクテリオファージからなる溶菌剤:(a)配列番号11、45、42及び1からなる群から選択されるいずれか一で示すアミノ酸配列、(b)配列番号42又は1で示すアミノ酸配列において1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列、(c)配列番号42又は1で示すアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列、又は(d)配列番号11で示すアミノ酸配列において278位及び350位以外の1個のアミノ酸が置換されたアミノ酸配列。
[1-2]以下の(e)~(g)のいずれか一で示すアミノ酸配列からなる遺伝子、及び以下の(h)~(j)のいずれか一で示すアミノ酸配列からなる遺伝子をゲノムDNA中に含むバクテリオファージからなる溶菌剤であって、前記遺伝子はそれぞれ標的細菌の認識活性を有するテイルチューブタンパク質Aをコードする遺伝子及びテイルチューブタンパク質Bをコードする遺伝子である、前記溶菌剤:(e)配列番号24、49又は60で示すアミノ酸配列、(f)配列番号24又は49で示すアミノ酸配列において1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列、(g)配列番号24又は49で示すアミノ酸配列と97%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列、(h)配列番号57、50又は61で示すアミノ酸配列、(i)配列番号57又は50で示すアミノ酸配列において1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列、又は(j)配列番号57又は50で示すアミノ酸配列と97%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列。
[1-3]以下の(k)~(m)のいずれか一で示すアミノ酸配列からなる遺伝子、及び以下の(n)~(p)のいずれか一で示すアミノ酸配列からなる遺伝子をゲノムDNA中に含むバクテリオファージからなる溶菌剤であって、前記遺伝子はそれぞれ標的細菌の認識活性を有するテイルチューブタンパク質Aをコードする遺伝子及びテイルチューブタンパク質Bをコードする遺伝子である、前記溶菌剤:(k)配列番号37で示すアミノ酸配列、(l)配列番号37で示すアミノ酸配列において1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列、(m)配列番号37で示すアミノ酸配列と92%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列、(n)配列番号38、54又は59で示すアミノ酸配列、(o)配列番号38又は54で示すアミノ酸配列において1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列、又は(p)配列番号38又は54で示すアミノ酸配列と92%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列。
[1-4]前記配列番号1で示すアミノ酸配列が、配列番号2~4のいずれか一で示すアミノ酸配列である、[1-1]に記載の溶菌剤。
[1-5]前記遺伝子が以下の(1)~(3)のいずれか一で示す塩基配列からなる、[1-1]に記載の溶菌剤:(1)配列番号12、46、43及び5~7からなる群から選択されるいずれか一で示す塩基配列、(2)配列番号43及び5~7からなる群から選択されるいずれか一で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、又は(3)配列番号43及び5~7からなる群から選択されるいずれか一で示す塩基配列と90%以上の配列同一性を有する塩基配列。
[1-6]前記ゲノムDNAの塩基配列が、以下の(1’)~(7’)のいずれか一で示す塩基配列からなる、[1-5]に記載の溶菌剤:(1’)配列番号13、47、48、44及び8~10からなる群から選択されるいずれか一で示す塩基配列、(2’)配列番号13、47、48、44及び8~10からなる群から選択されるいずれか一で示す塩基配列において[1-5]に記載の前記遺伝子以外の塩基配列に1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、(3’)配列番号44及び8~10からなる群から選択されるいずれか一で示す塩基配列において[1-5]に記載の前記遺伝子以外の塩基配列が80%以上の配列同一性を有する塩基配列、(4’)配列番号13、47又は48で示す塩基配列において[1-5]に記載の前記遺伝子以外の塩基配列が98.5%以上の配列同一性を有する塩基配列、(5’)配列番号13、47、48、44及び8~10からなる群から選択されるいずれか一で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、又は(6’)配列番号44及び8~10からなる群から選択されるいずれか一で示す塩基配列において90%以上の配列同一性を有する塩基配列、(7’)配列番号13、47又は48で示す塩基配列において98.5%以上の配列同一性を有する塩基配列。
[1-7]前記テイルチューブタンパク質Aをコードする遺伝子が以下の(4)~(6)のいずれか一で示す塩基配列からなる、[1-2]に記載の溶菌剤:(4)配列番号26又は51で示す塩基配列、(5)配列番号26又は51で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、又は(6)配列番号26又は51で示す塩基配列と97%以上の配列同一性を有する塩基配列。
[1-8]前記テイルチューブタンパク質Bをコードする遺伝子が以下の(7)~(9)のいずれか一で示す塩基配列からなる、[1-2]又は[1-7]に記載の溶菌剤:(7)配列番号27又は52で示す塩基配列、(8)配列番号27又は52で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、又は(9)配列番号27又は52で示す塩基配列と97%以上の配列同一性を有する塩基配列。
[1-9]前記ゲノムDNAの塩基配列が、以下の(8’)~(12’)のいずれか一で示す塩基配列からなる、[1-2]に記載の溶菌剤:(8’)配列番号28、29又は53で示す塩基配列、(9’)配列番号28、29又は53で示す塩基配列において[1-2]に記載の前記遺伝子以外の塩基配列に1個又は数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、(10’)配列番号28、29又は53で示す塩基配列において[1-2]に記載の前記遺伝子以外の塩基配列が95%以上の配列同一性を有する塩基配列、(11’)配列番号28、29又は53で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、又は(12’)配列番号28、29又は53で示す塩基配列において95%以上の配列同一性を有する塩基配列。
[1-10]前記テイルチューブタンパク質Aをコードする遺伝子が以下の(10)~(12)のいずれか一で示す塩基配列からなる、[1-3]に記載の溶菌剤:(10)配列番号39で示す塩基配列、(11)配列番号39で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、又は(12)配列番号39で示す塩基配列と90%以上の配列同一性を有する塩基配列。
[1-11]前記テイルチューブタンパク質Bをコードする遺伝子が以下の(13)~(15)のいずれか一で示す塩基配列からなる、[1-3]又は[1-10]に記載の溶菌剤:(13)配列番号40又は55で示す塩基配列、(14)配列番号40又は55で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、又は(15)配列番号40又は55で示す塩基配列と90%以上の配列同一性を有する塩基配列。
[1-12]前記ゲノムDNAの塩基配列が、以下の(13’)~(17’)のいずれか一で示す塩基配列からなる、[1-3]に記載の溶菌剤:(13’)配列番号41又は56で示す塩基配列、(14’)配列番号41又は56で示す塩基配列において[1-3]に記載の前記遺伝子以外の塩基配列に1個又は数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、(15’)配列番号41又は56で示す塩基配列において[1-3]に記載の前記遺伝子以外の塩基配列が80%以上の配列同一性を有する塩基配列、(16’)配列番号41又は56で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、又は(17’)配列番号41又は56で示す塩基配列において90%以上の配列同一性を有する塩基配列。
[1-13]キサントモナス属細菌に対して溶菌活性を示す、[1-1]~[1-12]のいずれかに記載の溶菌剤。
[2-1]以下の(a)~(c)のいずれか一で示すアミノ酸配列からなる遺伝子、及び以下の(d)~(f)のいずれか一で示すアミノ酸配列からなる遺伝子をゲノムDNA中に含むバクテリオファージからなる溶菌剤であって、前記遺伝子がそれぞれ標的細菌の認識活性を有するテイルチューブタンパク質Aをコードする遺伝子及びテイルチューブタンパク質Bをコードする遺伝子である、前記溶菌剤:(a)配列番号24、49又は60で示すアミノ酸配列、(b)配列番号24又は49で示すアミノ酸配列において1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列、(c)配列番号24又は49で示すアミノ酸配列と97%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列、(d)配列番号57、50又は61で示すアミノ酸配列、(e)配列番号57又は50で示すアミノ酸配列において1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列、又は(f)配列番号57又は50で示すアミノ酸配列と97%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列。
[2-2]以下の(g)~(j)のいずれか一で示すアミノ酸配列からなり、標的細菌の認識活性を有するテイルファイバータンパク質をコードする遺伝子をゲノムDNA中に含むバクテリオファージからなる溶菌剤:(g)配列番号1、11、45、15及び42からなる群から選択されるいずれか一で示すアミノ酸配列、(h)配列番号1、11、15及び42からなる群から選択されるいずれか一で示すアミノ酸配列において1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列、(i)配列番号1、11、15及び42からなる群から選択されるいずれか一で示すアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列、又は(j)配列番号11で示すアミノ酸配列において278位及び350位以外の1個のアミノ酸が置換されたアミノ酸配列。
[2-3]以下の(k)~(m)のいずれか一で示すアミノ酸配列からなる遺伝子、及び以下の(n)~(p)のいずれか一で示すアミノ酸配列からなる遺伝子をゲノムDNA中に含むバクテリオファージからなる溶菌剤であって、前記遺伝子がそれぞれ標的細菌の認識活性を有するテイルチューブタンパク質Aをコードする遺伝子及びテイルチューブタンパク質Bをコードする遺伝子である、前記溶菌剤:(k)配列番号37で示すアミノ酸配列、(l)配列番号37で示すアミノ酸配列において1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列、(m)配列番号37で示すアミノ酸配列と92%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列、(n)配列番号38、54又は59で示すアミノ酸配列、(o)配列番号38又は54で示すアミノ酸配列において1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列、又は(p)配列番号38又は54で示すアミノ酸配列と92%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列。
[2-4]以下の(q)~(s)のいずれか一で示すアミノ酸配列からなるタンパク質をコードする遺伝子をゲノムDNA中に含むバクテリオファージからなる溶菌剤:(q)配列番号21で示すアミノ酸配列、(r)配列番号21で示すアミノ酸配列において1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列、又は(s)配列番号21で示すアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列。
[2-5]以下の(1’)~(3’)のいずれか一で示す塩基配列を含むゲノムDNA配列を有するバクテリオファージからなる溶菌剤:(1’)配列番号14、18、19及び32~36からなる群から選択されるいずれか一で示す塩基配列、(2’)配列番号14、18、19及び32~36からなる群から選択されるいずれか一で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、又は(3’)配列番号14、18、19及び32~36からなる群から選択されるいずれか一で示す塩基配列と90%以上の配列同一性を有する塩基配列。
[2-6]前記ゲノムDNAの塩基配列が、以下の(4’)~(8’)のいずれか一で示す塩基配列からなる、[2-1]に記載の溶菌剤:(4’)配列番号28、29又は53で示す塩基配列、(5’)配列番号28、29又は53で示す塩基配列において[2-2]に記載の前記遺伝子以外の塩基配列に1個又は数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、(6’)配列番号28、29又は53で示す塩基配列において[2-2]に記載の前記遺伝子以外の塩基配列が95%以上の配列同一性を有する塩基配列、(7’)配列番号28、29又は53で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、又は(8’)配列番号28、29又は53で示す塩基配列において95%以上の配列同一性を有する塩基配列。
[2-7]キサントモナス属細菌に対して溶菌活性を示す、[2-1]~[2-6]のいずれかに記載の溶菌剤。
[3-1]以下の(1’)~(3’)のいずれか一で示す塩基配列を含むゲノムDNA配列を有するバクテリオファージからなる溶菌剤:(1’)配列番号32~36、14、18及び19からなる群から選択されるいずれか一で示す塩基配列、(2’)配列番号32~36、14、18及び19からなる群から選択されるいずれか一で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、又は(3’)配列番号32~36、14、18及び19からなる群から選択されるいずれか一で示す塩基配列と90%以上の配列同一性を有する塩基配列。
[3-2]以下の(a)~(c)のいずれか一で示すアミノ酸配列からなり、標的細菌の認識活性を有するテイルファイバータンパク質をコードする遺伝子をゲノムDNA中に含むバクテリオファージからなる溶菌剤:(a)配列番号15で示すアミノ酸配列、(b)配列番号15で示すアミノ酸配列において1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列、又は(c)配列番号15で示すアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列。
[3-3]以下の(d)~(f)のいずれか一で示すアミノ酸配列からなるタンパク質をコードする遺伝子をゲノムDNA中に含むバクテリオファージからなる溶菌剤:(d)配列番号21で示すアミノ酸配列、(e)配列番号21で示すアミノ酸配列において1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列、又は(f)配列番号21で示すアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列。
[3-4]前記遺伝子が以下の(1)~(3)のいずれか一で示す塩基配列からなる、[3-2]に記載の溶菌剤:(1)配列番号16で示す塩基配列、(2)配列番号16で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、又は(3)配列番号16で示す塩基配列と90%以上の配列同一性を有する塩基配列。
[3-5]前記ゲノムDNAの塩基配列が、以下の(4’)~(8’)のいずれか一で示す塩基配列からなる、[3-2]に記載の溶菌剤:(4’)配列番号17で示す塩基配列、(5’)配列番号17で示す塩基配列において[3-2]に記載の前記遺伝子以外の塩基配列に1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、(6’)配列番号17で示す塩基配列において[3-2]に記載の前記遺伝子以外の塩基配列が80%以上の配列同一性を有する塩基配列、(7’)配列番号17で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、又は(8’)配列番号17で示す塩基配列において90%以上の配列同一性を有する塩基配列。
[3-6]前記遺伝子が以下の(4)~(6)のいずれかに示す塩基配列からなる、[3-3]に記載の溶菌剤:(4)配列番号22で示す塩基配列、(5)配列番号22で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、又は(6)配列番号22で示す塩基配列と90%以上の配列同一性を有する塩基配列。
[3-7]前記ゲノムDNAの塩基配列が、以下の(9’)~(13’)のいずれか一で示す塩基配列からなる、[3-3]に記載の溶菌剤:(9’)配列番号23で示す塩基配列、(10’)配列番号23で示す塩基配列において[3-3]に記載の前記遺伝子以外の塩基配列に1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、(11’)配列番号23で示す塩基配列において[3-3]に記載の前記遺伝子以外の塩基配列が95%以上の配列同一性を有する塩基配列、(12’)配列番号23で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、又は(13’)配列番号23で示す塩基配列において95%以上の配列同一性を有する塩基配列。
[3-8]キサントモナス属細菌に対して溶菌活性を示す、[3-1]~[3-7]のいずれかに記載の溶菌剤。
[3-9]前記キサントモナス属細菌がキサントモナス アルボリコーラ(Xanthomonas arboricola)である、[3-8]に記載の溶菌剤。
[3-10]前記キサントモナス属細菌の病原型がpruniである、[3-9]に記載の溶菌剤。
[4-1]配列番号42、11、45及び15からなる群から選択されるいずれか一で示すアミノ酸配列からなり、標的細菌の認識活性を有するテイルファイバータンパク質をコードする遺伝子をゲノムDNA中に含むバクテリオファージからなる溶菌剤。
[4-2]前記遺伝子が配列番号43、12、46及び16からなる群から選択されるいずれか一で示す塩基配列からなる、[4-1]に記載の溶菌剤。
[4-3]前記ゲノムDNAの塩基配列が、配列番号44、13、47、48及び17からなる群から選択されるいずれか一で示す塩基配列からなる、[4-1]に記載の溶菌剤。
[4-4]配列番号1で示すアミノ酸配列からなり、標的細菌の認識活性を有するテイルファイバータンパク質をコードする遺伝子をゲノムDNA中に含むバクテリオファージからなる溶菌剤。
[4-5]配列番号1で示すアミノ酸配列が、配列番号2~4のいずれか一で示すアミノ酸配列である、[4-4]に記載の溶菌剤。
[4-6]前記遺伝子が配列番号5~7のいずれか一で示す塩基配列からなる、[4-4]に記載の溶菌剤。
[4-7]前記ゲノムDNAの塩基配列が、配列番号8~10のいずれか一で示す塩基配列からなる、[4-4]に記載の溶菌剤。
[4-8]配列番号14、18、19及び32~36からなる群から選択されるいずれか一で示す塩基配列を含むゲノムDNA配列を有するバクテリオファージからなる溶菌剤。
[4-9]配列番号21で示すアミノ酸配列からなるタンパク質をコードする遺伝子をゲノムDNA中に含むバクテリオファージからなる溶菌剤。
[4-10]前記遺伝子が配列番号22で示す塩基配列からなる、[4-9]に記載の溶菌剤。
[4-11]前記ゲノムDNAの塩基配列が、配列番号23で示す塩基配列からなる、[4-9]に記載の溶菌剤。
[4-12]配列番号24、49又は37で示すアミノ酸配列からなり、標的細菌の認識活性を有するテイルチューブタンパク質Aをコードする遺伝子、及び配列番号57、50、38、54及び59からなる群から選択されるいずれか一で示すアミノ酸配列からなり、標的細菌の認識活性を有するテイルチューブタンパク質Bをコードする遺伝子をゲノムDNA中に含むバクテリオファージからなる溶菌剤。
[4-13]前記テイルチューブタンパク質Aをコードする遺伝子が配列番号26、51又は39で示す塩基配列からなる、[4-12]に記載の溶菌剤。
[4-14]前記テイルチューブタンパク質Bをコードする遺伝子が配列番号27、52、40及び55からなる群から選択されるいずれか一で示す塩基配列からなる、[4-12]に記載の溶菌剤。
[4-15]前記ゲノムDNAの塩基配列が、配列番号28、29、53又は41からなる群から選択されるいずれか一で示す塩基配列からなる、[4-12]に記載の溶菌剤。
[4-16]キサントモナス属細菌に対して溶菌活性を示す、[4-1]~[4-15]のいずれかに記載の溶菌剤。
<1>(1-1)~(10-5)、[1-1]~[4-16]のいずれかに記載の溶菌剤を有効成分として一以上含む組成物。
<2>(1-1)~(10-5)、[1-1]~[4-16]のいずれかに記載の溶菌剤を有効成分として二以上含む組成物。
<3><1>又は<2>に記載の組成物を含む植物病害防除組成物。
<4>キサントモナス属細菌を原因とする植物病害である、<3>に記載の植物病害防除組成物。
<5>キサントモナス属細菌に対して溶菌活性を示す他のバクテリオファージを含む、<3>又は<4>に記載の植物病害防除組成物。
<6>対象植物に<3>~<5>のいずれかに記載の植物病害防除組成物を接触させる接触工程を含む植物病害防除方法。
<7>キサントモナス属細菌の同定方法であって、植物病害に侵された植物組織から単離された被験細菌を培養し、培養物を得る培養工程、前記培養物と(1-1)~(10-5)、[1-1]~[4-16]のいずれかに記載の溶菌剤を混合して混合物を得る混合工程、前記混合物を所定の条件下で培養する混合物培養工程、及び前記混合物培養工程後に被験細菌が溶菌していたときに前記被験細菌がキサントモナス属細菌であると判定する判定工程を含む前記方法。
<8>前記混合物培養工程において、前記混合物が軟寒天含有液体培地をさらに含み、その混合物を固体培地上で培養する、<7>に記載の方法。
<9>前記培養工程において、前記培養物が軟寒天含有液体培地を含み、その培養物を固体培地上で培養する、<7>に記載の方法。
<10>前記培養工程前に植物病害に侵された植物組織から被験細菌を単離する単離工程をさらに含む、<7>~<9>のいずれかに記載の方法。
 本明細書は本願の優先権の基礎となる日本国特許出願番号2022-059936号、2022-060143号、2022-060249号、2022-060441号、2022-060819号、2022-060822号、2022-060887号、2022-060909号、2022-061075号、2022-156882号、2022-156972号、2022-157086号、2023-041699号、2023-041776号、2023-041784号、2023-041827号の開示内容を包含する。
 本発明の溶菌剤及びそれを有効成分として含む組成物によれば、特定の標的細菌を溶菌することができる。
 本発明の植物病害防除組成物によれば、特定の標的細菌を原因とする病害を予防、及び抑止することができる。
実施例1で得られた第1のバクテリオファージの溶菌活性を示す図である。Aはアガープレート上に展開した表2に示すキサントモナス属細菌、及び対照用のPseudomonas fluorescensを培養後、第1のファージ精製液をプレートに滴下し、静置培養した図である。BはAに対応するプレート図であり、各プレートに滴下したファージ精製液の位置を示している。図1A及びB中、1はIDがMAFF No. 211191の細菌を展開したプレート、2はIDがMAFF No. 311351の細菌を展開したプレート、3はIDがMAFF No. 301256の細菌を展開したプレート、4はIDがMAFF No. 106765の細菌を展開したプレート、5はIDがMAFF No. 301078の細菌を展開したプレート、6はIDがNCIMB-ID 10460の対照用のPseudomonas fluorescensを展開したプレートを示す。図1B中、aは配列番号8のゲノムDNA配列を有するファージの精製液の位置を、bは配列番号9のゲノムDNA配列を有するファージの精製液の位置を、cは配列番号10のゲノムDNA配列を有するファージの精製液の位置を示している。 実施例2で得られた第2のバクテリオファージの溶菌活性を示す図である。Aはアガープレート上に展開したキサントモナス属細菌、及び対照用のPseudomonas fluorescensを培養後、第2のファージ精製液をプレート中央部に滴下し、静置培養した図である。BはAに対応するプレート図であり、各プレートに展開した表4に示す細菌を示している。 実施例3で得られた第3のバクテリオファージの溶菌活性を示す図である。Aはアガープレート上に展開した表5に示すキサントモナス属細菌、及び対照用のPseudomonas fluorescensを培養後、第3のファージ精製液をプレートに滴下し、静置培養した図である。BはAに対応するプレート図であり、各プレートに滴下したファージ精製液の位置を示している。図3A及びB中、1はIDがMAFF No. 311282の細菌を展開したプレート、2はIDがMAFF No. 301426の細菌を展開したプレート、3はIDがMAFF No. 311351の細菌を展開したプレート、4はIDがMAFF No. 311586の細菌を展開したプレート、5はIDがMAFF No. 311618の細菌を展開したプレート、6はIDがNCIMB-ID 10460の対照用のPseudomonas fluorescensを展開したプレートを示す。 実施例4で得られた第4のバクテリオファージの溶菌活性を示す図である。Aはアガープレート上に展開したキサントモナス属細菌、及び対照用のPseudomonas fluorescensを培養後、第4のファージ精製液をプレート中央部に滴下し、静置培養した図である。BはAに対応するプレート図であり、各プレートに展開した表6に示す細菌を示している。 実施例5で得られた第5のバクテリオファージの溶菌活性を示す図である。図5の上段(1~3)は配列番号18のバクテリオファージの溶菌活性を、下段(4~6)は配列番号19のバクテリオファージの溶菌活性を示す。Aはアガープレート上に展開した表7に示すキサントモナス属細菌、及び対照用のPseudomonas fluorescensを培養後、第5のファージ精製液をプレートに滴下し、静置培養した図である。BはAに対応するプレート図であり、各プレートに滴下したファージ精製液の位置を示している。図5A及びB中、1と4はIDがMAFF No. 211971の細菌を展開したプレート、2と5はIDがMAFF No. 311351の細菌を展開したプレート、3と6はIDがNCIMB-ID 10460の対照用のPseudomonas fluorescensを展開したプレートを示す。 実施例6で得られた第6のバクテリオファージの溶菌活性を示す図である。Aはアガープレート上に展開したキサントモナス属細菌、及び対照用のPseudomonas fluorescensを培養後、第6のファージ精製液をプレート中央部に滴下し、静置培養した図である。BはAに対応するプレート図であり、各プレートに展開した表9に示す細菌を示している。 実施例7で得られた第7のバクテリオファージの溶菌活性を示す図である。Aはアガープレート上に展開した表10に示すキサントモナス属細菌、及び対照用のPseudomonas fluorescensを培養後、第7のファージ精製液をプレートに滴下し、静置培養した図である。BはAに対応するプレート図であり、各プレートに滴下したファージ精製液の位置を示している。図7A及びB中、1はIDがMAFF No. 311351の細菌を展開したプレート、2はIDがMAFF No. 311622の細菌を展開したプレート、3はIDがMAFF No. 106642の細菌を展開したプレート、4はIDがNCIMB-ID 10460の対照用のPseudomonas fluorescensを展開したプレートを示す。図B中、aは配列番号28のゲノムDNA配列を有するファージの精製液の位置を、bは配列番号29のゲノムDNA配列を有するファージの精製液の位置を示している。 実施例8で得られた第8のバクテリオファージの溶菌活性を示す図である。Aはアガープレート上に展開した表11に示すキサントモナス属細菌、及び対照用のPseudomonas fluorescensを培養後、第8のファージ精製液をプレートに滴下し、静置培養した図である。BはAに対応するプレート図であり、各プレートに滴下したファージ精製液の位置を示している。図8A及びB中、1はIDがMAFF No. 211971の細菌を展開したプレート、2はIDがMAFF No. 311282の細菌を展開したプレート、3はIDがMAFF No. 301420の細菌を展開したプレート、4はIDがMAFF No. 301426の細菌を展開したプレート、5はIDがMAFF No. 311351の細菌を展開したプレート、6はIDがMAFF No. 311414の細菌を展開したプレート、7はIDがMAFF No. 311417の細菌を展開したプレート、8はIDがMAFF No. 311562の細菌を展開したプレート、9はIDがMAFF No. 311571の細菌を展開したプレート、10はIDがMAFF No. 311618の細菌を展開したプレート、11はIDがMAFF No. 311622の細菌を展開したプレート、12はIDがNCIMB-ID 10460の対照用のPseudomonas fluorescensを展開したプレートを示す。図8B中、aは配列番号32のゲノムDNA配列を有するファージの精製液の位置を示している。 実施例8で得られた第8のバクテリオファージの溶菌活性を示す図である。Aはアガープレート上に展開した表11に示すキサントモナス属細菌、及び対照用のPseudomonas fluorescensを培養後、第8のファージ精製液をプレートに滴下し、静置培養した図である。BはAに対応するプレート図であり、各プレートに滴下したファージ精製液の位置を示している。図9A及びB中、1はIDがMAFF No. 211971の細菌を展開したプレート、2はIDがMAFF No. 311282の細菌を展開したプレート、3はIDがMAFF No. 301420の細菌を展開したプレート、4はIDがMAFF No. 301426の細菌を展開したプレート、5はIDがMAFF No. 311351の細菌を展開したプレート、6はIDがNCIMB-ID 10460の対照用のPseudomonas fluorescensを展開したプレートを示す。図9B中、bは配列番号33のゲノムDNA配列を有するファージの精製液の位置を、cは配列番号34のゲノムDNA配列を有するファージの精製液の位置を、dは配列番号35のゲノムDNA配列を有するファージの精製液の位置を、eは配列番号36のゲノムDNA配列を有するファージの精製液の位置を示している。 実施例9で得られたバクテリオファージの溶菌活性を示す図である。Aはアガープレート上に展開した表13に示すキサントモナス属細菌、及び対照用のPseudomonas fluorescensを培養後、ファージ精製液をプレートに滴下し、静置培養した図である。BはAに対応するプレート図であり、各プレートに滴下したファージ精製液の位置を示している。 実施例10で得られたバクテリオファージの溶菌活性を示す図である。Aはアガープレート上に展開した表13に示すキサントモナス属細菌、及び対照用のPseudomonas fluorescensを培養後、ファージ精製液をプレートに滴下し、静置培養した図である。BはAに対応するプレート図であり、各プレートに滴下したファージ精製液の位置を示している。 実施例1で得られた第1のバクテリオファージのプラークアッセイのプレートの一例を示す図である。 実施例2で得られた第2のバクテリオファージのプラークアッセイのプレートの一例を示す図である。 実施例11で得られた第2のバクテリオファージの溶菌活性を示す図である。Aはアガープレート上に展開した表4に示すキサントモナス属細菌、及び対照用のPseudomonas fluorescensを培養後、第2のファージ精製液をプレートに滴下し、静置培養した図である。BはAに対応するプレート図であり、各プレートに滴下したファージ精製液の位置を示している。図14A及びB中、1はIDがMAFF No. 673005の細菌を展開したプレート、2はIDがMAFF No. 301256の細菌を展開したプレート、3はIDがMAFF No. 301352の細菌を展開したプレート、4はIDがMAFF No. 212146の細菌を展開したプレート、5はIDがMAFF No. 311351の細菌を展開したプレート、6はIDがNCIMB-ID 10460の対照用のPseudomonas fluorescensを展開したプレートを示す。図B中、aは配列番号47のゲノムDNA配列を有するファージの精製液の位置を、bは配列番号48のゲノムDNA配列を有するファージの精製液の位置を示している。 実施例2で得られた第7のファージ、及び実施例11で得られた2種の第2のバクテリオファージの溶菌活性を示す図である。Aはアガープレート上に展開した表14に示すキサントモナス属細菌を培養後、第2のファージ精製液をプレートに滴下し、静置培養した図である。BはAに対応するプレート図であり、各プレートに滴下したファージ精製液の位置を示している。図B中、aは配列番号12のゲノムDNA配列を有するファージの精製液の位置を、bは配列番号47のゲノムDNA配列を有するファージの精製液の位置を、cは配列番号48のゲノムDNA配列を有するファージの精製液の位置を示している。 実施例12で得られた第7のバクテリオファージの溶菌活性を示す図である。Aはアガープレート上に展開した表10に示すキサントモナス属細菌、及び対照用のPseudomonas fluorescensを培養後、ファージ精製液をプレートに滴下し、静置培養した図である。BはAに対応するプレート図であり、各プレートに培養した細菌のIDを示している。 実施例7で得られた2種の第7のファージ、及び実施例12で得られたファージの溶菌活性を示す図である。Aはアガープレート上に展開したIDがMAFF No. 301260に示すキサントモナス属細菌を培養後、ファージ精製液をプレートに滴下し、静置培養した図である。BはAに対応するプレート図であり、各プレートに滴下したファージ精製液の位置を示している。図B中、aは配列番号28のゲノムDNA配列を有するファージの精製液の位置を、bは配列番号29のゲノムDNA配列を有するファージの精製液の位置を、cは実施例12で得られた配列番号53のゲノムDNA配列を有するファージの精製液の位置を示している。 実施例13で得られた第9のバクテリオファージの溶菌活性を示す図である。Aはアガープレート上に展開した表13に示すキサントモナス属細菌、ファージ精製液をプレートに滴下し、静置培養した図である。BはAに対応するプレート図であり、各プレートに培養した細菌のIDを示している。 実施例14で試験したバクテリオファージの組合せの溶菌活性を示す図である。Aはアガープレート上に展開したIDがMAFF No. 311351に示すキサントモナス属細菌を培養後、ファージ精製液をプレートに滴下し、静置培養した図である。BはAに対応するプレート図であり、各プレートに滴下したファージ精製液に含まれるファージの種類を示している。図B中、aは配列番号8のゲノムDNA配列を有する第1のファージを、bは配列番号13のゲノムDNA配列を有する第2のファージを、cは配列番号28のゲノムDNA配列を有する第7のファージを、dは配列番号41のゲノムDNA配列を有する第9のファージを、eは配列番号44のゲノムDNA配列を有する第10のファージを、fは配列番号14のゲノムDNA配列を有する第3のファージを、gは配列番号17のゲノムDNA配列を有する第4のファージを、hは配列番号18のゲノムDNA配列を有する第5のファージを、iは配列番号23のゲノムDNA配列を有する第6のファージを、jは配列番号32のゲノムDNA配列を有する第8のファージをそれぞれ示している。図中、「/」は、この前後のファージを組合せて使用していることを示している。例えば、「a/b」は、第1のファージと第2のファージを組合せて使用していることを示している。 実施例14で試験したバクテリオファージの組合せの溶菌活性を示す図である。Aはアガープレート上に展開したIDがMAFF No. 311351に示すキサントモナス属細菌を培養後、ファージ精製液をプレートに滴下し、静置培養した図である。BはAに対応するプレート図であり、各プレートに滴下したファージ精製液に含まれるファージの種類を示している。図B中、aは配列番号8のゲノムDNA配列を有する第1のファージを、bは配列番号13のゲノムDNA配列を有する第2のファージを、cは配列番号28のゲノムDNA配列を有する第7のファージを、dは配列番号41のゲノムDNA配列を有する第9のファージを、eは配列番号44のゲノムDNA配列を有する第10のファージを、fは配列番号14のゲノムDNA配列を有する第3のファージを、gは配列番号17のゲノムDNA配列を有する第4のファージを、hは配列番号18のゲノムDNA配列を有する第5のファージを、iは配列番号23のゲノムDNA配列を有する第6のファージを、jは配列番号32のゲノムDNA配列を有する第8のファージをそれぞれ示している。図中、「/」は、この前後のファージを組合せて使用していることを示している。例えば、「f/g」は、第3のファージと第4のファージを組合せて使用していることを示している。 実施例15で試験したモモせん孔細菌病の病害防除効果試験の結果を示すグラフである。平均発病率は無処理の群に対する相対値で示している。各棒グラフの下に示す数値は使用されたファージの種類を示している。各実験群において、第1のファージ~第8のファージがそれぞれ単独で使用された。 実施例15で試験したモモせん孔細菌病の病害防除効果試験の結果を示すグラフである。平均発病率は無処理の群に対する相対値で示している。各棒グラフの下に示す数値は組み合わせて使用されたファージの種類を示している。各実験群において、第1のファージ、第3のファージ、第5のファージ及び第7のファージからなる4種類のファージの組合せ;第2のファージ、第4のファージ、第6のファージ及び第8のファージからなる4種類のファージの組合せ;及び第1のファージ~第8のファージからなる8種類のファージの組合せがそれぞれ使用された。 実施例16で試験したブロッコリー黒腐病の病害防除効果試験の結果を示すグラフである。平均発病率は無処理の群に対する相対値で示している。各棒グラフに示す数値は使用されたファージの種類を示している。図中、丸はそのファージが使用されたことを示し、「-」はそのファージが使用されていないことを示す。Φ1は配列番号10のゲノムDNA配列を有する第1のファージを、Φ2-1は配列番号13のゲノムDNA配列を有する第2のファージを、Φ2-2は配列番号47のゲノムDNA配列を有する第2のファージを、Φ7-1は配列番号28のゲノムDNA配列を有する第7のファージを、Φ7-2は配列番号53のゲノムDNA配列を有する第7のファージを、Φ9は配列番号41のゲノムDNA配列を有する第9のファージを、Φ10は配列番号44のゲノムDNA配列を有する第10のファージをそれぞれ示している。 実施例17で試験したトマト斑点細菌病の病害防除効果試験の結果を示すグラフである。平均発病率は無処理の群に対する相対値で示している。各棒グラフに示す数値は使用されたファージの種類を示している。図中、丸はそのファージが使用されたことを示し、「-」はそのファージが使用されていないことを示す。Φ1は配列番号10のゲノムDNA配列を有する第1のファージを、Φ2-1は配列番号13のゲノムDNA配列を有する第2のファージを、Φ2-2は配列番号47のゲノムDNA配列を有する第2のファージを、Φ2-3は配列番号48のゲノムDNA配列を有する第2のファージを、Φ7は配列番号28のゲノムDNA配列を有する第7のファージを、Φ10は配列番号44のゲノムDNA配列を有する第10のファージをそれぞれ示している。
1.溶菌剤
1-1.概要
 本発明の第1の態様は溶菌剤である。本発明の溶菌剤は、特定の塩基配列を含むゲノム配列を有するバクテリオファージからなる。
 本発明の溶菌剤によれば、植物病害の病原細菌となり得る標的細菌に対して溶菌活性を示す。
1-2.定義
 本明細書で使用する用語について、以下で定義する。
 本明細書において「溶菌剤」とは、標的細菌に対して溶菌活性を有するバクテリオファージからなる薬剤をいう。
 「細菌」とは、古細菌、真核生物と共に全生物界を三分する生物の主要な系統の一つである。細菌は、細胞核が無い細胞からなり、栄養源があれば自己複製が可能である。細菌の名称は、国際細菌命名規約に基づき、科(Family)以下の属(genus)と種(species)で示される。
 本明細書において「標的細菌」とは、本発明の溶菌剤を構成するファージ、又は本発明の組成物及び植物病害防除組成物に含まれるファージの標的となり得る宿主細菌をいう。具体的には、例えば、上記ファージによって認識される細胞外膜上の膜表面レセプターを有する細菌である。あるいは、例えば、特定のアミノ酸配列からなるテイルファイバータンパク質によって認識される細胞外膜上の膜表面レセプターを有する細菌である。またあるいは、特定のアミノ酸配列からなるテイルチューブタンパク質によって認識される細胞外膜上の膜表面レセプターを有する細菌である。「膜表面レセプター」は、ファージの例えば、尾部及び尾部繊維等が結合する場であって、細菌外膜の外層に存在するタンパク質、リポ多糖又は線毛等で構成される。本明細書における標的細菌の具体例としてキサントモナス属細菌が挙げられる。
 「キサントモナス属細菌」とは、キサントモナス属(genus Xanthomonas)に属する細菌である。キサントモナス属細菌は、一般的にキサントモナジンという黄色の色素を産生し、その多くが植物病原細菌として知られている。なお、種より下位の分類として、亜種(subtype)又は病原型(pathovar)もあり、細菌名の後にそれぞれsubsp.又はpv.をつけて示される。また、分類の最小単位は株(strain)であり、遺伝学的に均一と考えられる細胞の集団を指す。以下の表1に代表的なキサントモナス属細菌、並びにその宿主植物とそれを原因とする植物病害を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 限定はしないが、キサントモナス属細菌のうち、キサントモナス アルボリコーラ(Xanthomonas arboricola)、キサントモナス カンペストリス(Xanthomonas campestris)、キサントモナス シトリ(Xanthomonas citri)、キサントモナス オリザエ(Xanthomonas oryzae)、及びキサントモナス ククルビタエ(Xanthomonas cucurbitae)は、本発明の標的細菌として好ましい。キサントモナス アルボリコーラの具体的な例として、病原型がpruniであるXanthomonas arboricola pv. pruni及び病原型がjuglandisであるXanthomonas arboricola pv. juglandisを挙げることができる。キサントモナス カンペストリスの具体的な例として、病原型がvesicatoriaであるXanthomonas campestris pv. vesicatoriaや、病原型がcampestrisであるXanthomonas campestris pv. campestrisや、病原型がvitiansであるXanthomonas campestris pv. vitians及び病原型がraphaniであるXanthomonas campestris pv. raphaniを挙げることができる。キサントモナス シトリの具体的な例として、Xanthomonas citri subsp. citriを挙げることができる。キサントモナス オリザエの具体的な例として、病原型がoryzaeであるXanthomonas oryzae pv. oryzaeを挙げることができる。
 「バクテリオファージ」(前述のように、本明細書では、しばしば単に「ファージ」と略記する)とは、細菌に感染するウイルスの総称である。一般的なファージは、頭部(ヘッド部:head)、尾部(テイル部:tail)、及び尾部繊維(テイルファイバー部:tail fiber)の3部で構成される。頭部は、外被タンパク質であるカプソメアで構成され、二十面体構造を有するカプシド(ウイルス殻)からなり、その内部空間にファージのゲノムDNAを内包する。尾部は、テイルチューブタンパク質とそれを被覆するシースタンパク質からなる管状構造を有する。尾部の一端は頭部と、また他端は尾部繊維と連結する。尾部は、頭部のゲノムDNAを宿主細菌の細胞内に注入する導入管としての機能を担う。尾部繊維は、テイルファイバータンパク質からなる数本の繊維構造で構成される。尾部及び尾部繊維は、宿主細菌の外膜表面上に存在するレセプターを認識し、その細胞表面に吸着する宿主認識機能及び吸着機能を担う。ファージは、宿主特異性が極めて高く、その特徴は尾部及び尾部繊維の機能に基づく。
 ファージは、真核生物には感染しないため、ファージを用いた薬剤はヒト、動物、植物に対して無害である。なお、ファージは、感染様式に基づいて「溶菌サイクル」、「溶原サイクル」、及び「溶菌/溶原サイクル」に大別される。溶原サイクルは、標的細菌を溶菌せずに細菌の染色体内に自身のDNAを組み込み、細菌の増殖と共に増殖する。一方、溶菌サイクルは、宿主細菌の細胞内で自己増殖した後、宿主細菌を溶菌して、大量の子ファージを放出する。本発明のファージは、溶菌サイクルを経るビルレントファージ(virulent phage)が対象となる。
 「テイルファイバータンパク質」とは、前述のように、ファージの尾部繊維を構成するタンパク質である。テイルファイバータンパク質は、尾部及び尾部繊維の宿主認識及び吸着能の特異性に重要な役割を果たすことが知られている(Nobrega F.L. et al., Nat. Rev. Microbiol., 2018, 16:760-773)。したがって、テイルファイバータンパク質に特徴を有する新規ファージは、宿主細菌が既知ファージと同一であっても、宿主認識部位が異なるため、既知ファージに対する感染耐性等を有する細菌であっても溶菌活性を示し得る等、その利用価値は非常に高い。
 「テイルファイバー遺伝子」とは、ファージのゲノムDNA中に含まれ、前記テイルファイバータンパク質をコードする遺伝子をいう。
 「テイルチューブタンパク質」とは、前述のように、ファージの尾部の管状構造を構成するタンパク質である。テイルチューブタンパク質は、尾部繊維と相互作用し、尾部繊維と共に宿主認識及び吸着能の特異性に重要な役割を果たすことが知られている(Maozhi Hu, et ai., 2020, 9:1, 855-867)。テイルチューブタンパク質としては、テイルチューブファイバータンパク質A及びテイルチューブタンパク質Bが知られている。「テイルチューブタンパク質A」とは、尾部の管状構造の下部においてリングを形成し、尾部繊維と相互作用するタンパク質である。「テイルチューブタンパク質B」とは、尾部の管状構造の下部末端を形成し、宿主細菌の外膜表面上に存在するレセプターに結合するタンパク質である。
 「テイルチューブ遺伝子」とは、ファージのゲノムDNA中に含まれ、前記テイルチューブタンパク質をコードする遺伝子をいう。「テイルチューブタンパク質A遺伝子」は、テイルチューブタンパク質Aをコードする遺伝子を、「テイルチューブタンパク質B遺伝子」は、テイルチューブタンパク質Bをコードする遺伝子をそれぞれ指す。
 「溶菌」とは、細菌の細胞膜を破壊する現象をいう。前述のように、主としてビルレントファージの感染様式で見られる現象である。溶菌によって、細菌は死滅する。溶菌は、ファージが標的細菌に特異的に吸着し、テイル部を介して自身のDNAを標的細菌の細胞内に注入することを出発点とする。その後、細菌の翻訳機構を利用して自己を複製して大量の子ファージを生産した後、その細菌を溶菌して、子ファージを外界に放出する。
 本明細書において「植物病害」とは、植物に発生する病気の総称をいう。植物病害には、ウイルス、細菌、糸状菌、放線菌、ウイロイド、ファイトプラズマ、線虫、ダニ、又は昆虫等の伝染性病原を原因とする病害の他、養分若しくは水分の欠如又は過多、薬害等の非伝染性病原を原因とする病害が知られている。本明細書における植物病害は、特段の断りのない限り、細菌、すなわち植物病原細菌を病原とする病害を指す。本明細書において植物病原細菌は、特段の断りのない限り、前述の標的細菌、例えば、キサントモナス属細菌が該当する。
 本明細書において「防除」とは、予防又は治療(駆除)をいう(日本農薬工業会HPより)。したがって、本明細書において「植物病害防除」とは、植物病害、特に標的細菌に対する予防、又は標的細菌を原因とする植物病害の治療をいう。
 本明細書において「対象植物」とは、後述する本発明の植物病害防除組成物を施用する植物をいう。この植物は、前記標的細菌の感染により特定の植物病害を発症している植物、又は標的細菌による感染の恐れのある植物が該当する。
1-3.構成
 本発明の溶菌剤は、バクテリオファージからなる。
<第1のファージ>
 当該第1のファージは、特定のアミノ酸配列からなるテイルファイバータンパク質をコードする遺伝子をゲノムDNA中に含むことを特徴とし、標的細菌に対して特異的な溶菌活性を示す。
(1-1)テイルファイバータンパク質
 前記テイルファイバータンパク質は、1371個のアミノ酸残基で構成される配列番号1で示すアミノ酸配列、配列番号1で示すアミノ酸配列において1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列、又は配列番号1で示すアミノ酸配列と90%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、又は99%以上のアミノ酸の配列同一性を有するアミノ酸配列からなる。いずれのテイルファイバータンパク質も標的細菌特異的な認識活性を有することを特徴とする。
 なお、本明細書において「複数個」とは、2~10個、例えば、2~7個、2~5個、2~4個、2~3個をいう。また「(アミノ酸の)置換」とは、天然のタンパク質を構成する20種類のアミノ酸間において、電荷、側鎖、極性、芳香族性等の性質の類似する保存的アミノ酸群内での置換をいう。例えば、低極性側鎖を有する無電荷極性アミノ酸群(Gly, Asn, Gln, Ser, Thr, Cys, Tyr)、分枝鎖アミノ酸群(Leu, Val, Ile)、中性アミノ酸群(Gly, Ile, Val, Leu, Ala, Met, Pro)、親水性側鎖を有する中性アミノ酸群(Asn, Gln, Thr, Ser, Tyr, Cys)、酸性アミノ酸群(Asp, Glu)、塩基性アミノ酸群(Arg, Lys, His)、芳香族アミノ酸群(Phe, Tyr, Trp)内での置換が挙げられる。これらの群内でのアミノ酸置換であれば、ポリペプチドの性質に変化を生じにくいことが知られているため好ましい。
 さらに、本明細書において「アミノ酸(の)配列同一性」とは、二つのアミノ酸配列の比較範囲内におけるアミノ酸残基の種類が同一な部位の割合を示す数値である。アミノ酸配列同一性は、二つのアミノ酸配列の長さが異なる場合であっても、比較範囲内のアミノ酸一致度が最も高くなるように整列(アラインメント)することで算出可能である。限定はしないが、このような解析を行う代表的なアルゴリズムがBLASTである。BLASTは、様々なソフトやWebサービスで利用可能である。例えば、遺伝情報処理ソフトウエアGENETYX(https://www.genetyx.co.jp/)、NCBI提供BLASTサーバー(https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi)等を利用して、アミノ酸配列同一性を容易に算出することができる。また、BLAST以外にもFASTAと呼ばれるアルゴリズム等もあり、妥当な同一性が算出できれば利用可能である。
 本発明者らは、キサントモナス属細菌に対して溶菌活性を有する3種のファージを発見し、これらのファージのゲノムDNA配列(それぞれ配列番号8~10)各々からテイルファイバー遺伝子を特定した。これらのテイルファイバー遺伝子によりコードされるアミノ酸配列(配列番号2~4)は、遺伝情報処理ソフトウエアGENETYXで解析した結果、互いに98%以上の高い配列同一性を有していた。配列番号1は、上記配列番号2~4のアミノ酸配列に共通するアミノ酸配列である。
 したがって、配列番号1で示すアミノ酸配列は、配列番号2~4のいずれかで示すアミノ酸配列であり得る。
(1-2)テイルファイバー遺伝子
 当該第1のバクテリオファージは、前記テイルファイバータンパク質をコードする塩基配列からなるテイルファイバー遺伝子をファージのゲノムDNA中に含む。
 テイルファイバー遺伝子の具体的な塩基配列として、例えば、配列番号5~7のいずれかで示す塩基配列、又は配列番号5~7のいずれかで示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、さらに配列番号5~7のいずれかで示す塩基配列と90%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、又は99%以上の配列同一性を有する塩基配列、あるいは、配列番号5~7のいずれかに示す塩基配列に相補的な塩基配列に対して高ストリンジェントな条件でハイブリダイズする塩基配列が挙げられる。
 本明細書において「塩基(の)配列同一性」とは、前記アミノ酸配列同一性と同様に、二つの塩基配列の比較範囲内における塩基の種類が同一な部位の割合を示す数値である。塩基配列同一性は、二つの塩基配列の長さが異なる場合であっても、比較範囲内の塩基一致度が最も高くなるように整列(アラインメント)することで算出可能である。限定はしないが、前述のBLASTやFASTAの他、MUMmer等の解析アルゴリズムを塩基配列同一性の解析を行うことも可能である。
 本明細書において、前記「高ストリンジェントな条件」とは、非特異的なハイブリダイゼーションを生じ難い環境条件をいう。高ストリンジェントな条件下では、標的塩基配列を有する核酸とはハイブリッドを形成可能であるが、非特異的な塩基配列を有する核酸はハイブリッドを実質的に形成することができない。一般に高ストリンジェントな条件とは、低塩濃度で、かつ高温な条件をいう。低塩濃度とは、例えば、15~750mM、好ましくは15~500mM、15~300mM又は15~200mMをいう。また、高温とは、例えば、50~68℃、又は55~70℃をいう。高ストリンジェントな条件の具体例として、ハイブリダイゼーション後の洗浄において、65℃、0.1×SSC及び0.1% SDSで洗浄する条件が挙げられる。
 前記テイルファイバー遺伝子がコードするタンパク質は、いずれも標的細菌に対する溶菌活性を有する。
(1-3)ゲノムDNA
 当該第1のバクテリオファージは、前記テイルファイバー遺伝子を含む。テイルファイバー遺伝子以外の遺伝子や塩基配列については、限定はしない。ファージゲノムDNAは、例えば、配列番号8~10のいずれかで示す塩基配列(それぞれ、201015bp、200185bp、200277bp)、配列番号8~10のいずれかで示す塩基配列において前記テイルファイバー遺伝子以外の領域における塩基配列に1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、さらに配列番号8~10で示す塩基配列において前記テイルファイバー遺伝子以外の領域における塩基配列が配列番号8~10のいずれかで示す塩基配列と80%以上、81%以上、82%以上、83%以上、84%以上、85%以上、86%以上、87%以上、88%以上、89%以上、90%以上、91%以上、92%以上、93%以上、94%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、又は99%以上の配列同一性を有する塩基配列、配列番号8~10のいずれかで示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、さらに配列番号8~10のいずれかで示す塩基配列と整列配置したときに90.0%以上、90.5%以上、91.0%以上、91.5%以上、92.0%以上、92.5%以上、93.0%以上、93.5%以上、94.0%以上、94.5%以上、95.0%以上、95.5%以上、96.0%以上、96.5%以上、97.0%以上、97.5%以上、98.0%以上、98.5%以上、99.0%以上、99.1%以上、99.2%以上、99.3%以上、99.4%以上、99.5%以上、99.6%以上、99.7%以上、99.8%以上、又は99.9%以上の配列同一性を有する塩基配列からなるゲノムDNAが挙げられる。
 なお、本明細書において使用されるソフトや解析サーバーによっては、配列同一性を示す指標としてAverage Nucleotide Identity(ANI)等で示されることがあるが、これらを用いても良い。なお、長大なファージゲノムDNAでは、整列配置して比較対象とする範囲を全範囲とすることは容易ではない。したがって、前記のソフトやWebサービスで自動的に整列配置した範囲において、上記配列同一性を有していてもよい。例えばNCBI提供BLASTサーバーを用いた解析では、整列可能な最大の範囲にて自動的に整列配置した後に、比較対象とする範囲がファージゲノムDNA全範囲に占める比率を、Query Coverと呼ばれる値として算出する。このように一部の範囲を整列配置して配列同一性を算出した場合、その結果に基づいて、ファージゲノムDNA全範囲における塩基配列の配列同一性(全範囲の配列同一性)を推定することもできる。例えば、Query Cover値に、整列して比較した範囲における配列同一性の値(整列範囲の配列同一性)を乗算した値を全範囲の配列同一性の推定値とすることができる。この際、推定値の精度を上げるために、例えば、整列範囲以外の範囲において期待される配列同一性を算入する等のさらなる修正を加えてもよい。
 例えば、GENETYXに実装されているGENETYX-NGSでBLAST解析した際には、配列番号8の配列番号9に対する配列同一性(Average Nucleotide Identity:ANI)は、全長の96%以上の範囲に渡って98%以上であり、配列番号10に対する配列同一性は、全長の95%以上の範囲に渡って98%以上であった。したがって、配列番号9のゲノムDNA配列全長に対する配列番号8のゲノムDNA配列の配列同一性は、94%以上であると推定できる。また、配列番号10のゲノムDNA配列全長に対する配列番号8のゲノムDNA配列の配列同一性は、93%以上であると推定できる。
 なお、本明細書におけるファージのゲノムDNAがパッケージングされる際には、線状(linear)の場合と環状(circular)の場合がある。また、次世代ゲノムシーケンサー解析においては、ゲノムDNAを断片化した後に個々の断片の塩基配列を読み、それらを繋げる解析を経て配列を決定する。ファージの場合には、参照とするゲノムDNA配列を置かずに繋げる(de novo assembly)ことが多い。ゆえに、解析ゲノムの開始点・末端を一義的に決めることは困難である(Merrill, B.D., et al. BMC Genomics, 2016 17, 679)。比較するゲノム配列の開始点・末端は異なっていても良く、ソフトや解析サーバーを用いた解析では自動的に考慮される。
(1-4)効果
 第1のファージを含む本発明の溶菌剤は、キサントモナス属の様々な菌種に幅広く溶菌活性を示すことができ、様々な植物病害に適用し得る。
 一般に、ファージの特異性が高すぎると標的細菌の多様性をカバーできず、効果が限定的となる。また、産業的な観点からは、複数の植物病害に適用できる方が好ましい。したがって、本発明の溶菌剤のように様々な菌種に幅広く溶菌活性を示すファージの有用性は極めて高い。
<第2のファージ>
 当該第2のファージは、特定のアミノ酸配列からなるテイルファイバータンパク質をコードする遺伝子をゲノムDNA中に含むことを特徴とし、標的細菌に対して特異的な溶菌活性を示す。
(2-1)テイルファイバータンパク質
 前記テイルファイバータンパク質は、487個のアミノ酸残基で構成される配列番号11で示すアミノ酸配列、又は配列番号11で示すアミノ酸配列において278位及び350位以外の1個のアミノ酸が置換されたアミノ酸配列からなる。配列番号11で示すアミノ酸配列からなるテイルファイバータンパク質又はその変異体により、特定属の細菌に特異的であり、かつ、その特定属の中では様々な菌種に幅広く溶菌活性を示すという、有用性が極めて高い宿主特異性が実現され得る。
 上述の通り配列番号11で示すアミノ酸配列において1個のアミノ酸が置換される場合、その位置は278位及び350位以外の位置であれば特に限定しない。例えば、配列番号11で示すアミノ酸配列における第1位~第250位の範囲の任意のアミノ酸が1個置換されていることができる。具体的には、例えば、配列番号11で示すアミノ酸配列における第50位以降、第55位以降、第60位以降、第65位以降、第66位以降、第67位以降、第68位以降、第70位以降、第80位以降、第90位以降、第100位以降、第110位以降、第120位以降、第130位以降、第140位以降、第145位以降、第150位以降、第151位以降、第152位以降、第153位以降、第154位以降のアミノ酸が1個置換されていることができる。また、例えば、配列番号11で示すアミノ酸配列における第200位以前、第190位以前、第180位以前、第170位以前、第160位以前、第159位以前、第158位以前、第157位以前、第156位以前、第155位以前、第154位以前のアミノ酸が1個置換されていることができる。例えば、第50位~第200位、第67位~第156位、第80位~第156位、第100位~第156位、第110位~第156位、第120位~第156位、第130位~第156位、第140位~第156位、第150位~第156位、第153位~第156位、第154位~第156位又は第154位のアミノ酸が1個置換されていることができる。配列番号11で示されるアミノ酸配列における第67位~第156位のアミノ酸領域は1つのドメインを形成すると考えられることから、アミノ酸が1個置換される場合、このアミノ酸領域内のアミノ酸であればその位置によらずに第2のファージの特性を有する可能性がある。
 アミノ酸置換の種類は特に限定しない。例えば、保存的置換であってよく、また、例えば、低極性側鎖を有するアミノ酸群(Gly, Asn, Gln, Ser, Thr, Cys, Tyr, Leu, Val, Ile, Val, Ala, Met, Pro)内での置換であってもよい。例えば、無電荷極性アミノ酸群(Gly, Asn, Gln, Ser, Thr, Cys, Tyr)又は親水性側鎖を有する中性アミノ酸群(Asn, Gln, Thr, Ser, Tyr, Cys)と中性アミノ酸群(Gly, Ile, Val, Leu, Ala, Met, Pro)との置換であってもよい。より具体的には、例えば、スレオニン(Thr)とアラニン(Ala)の置換であってもよい。このように置換されたアミノ酸配列の一例として、配列番号45で示されるアミノ酸配列が挙げられる。この配列では、配列番号11で示すアミノ酸配列において第154位のアミノ酸がスレオニン(Thr)からアラニン(Ala)に置換されている。
(2-2)テイルファイバー遺伝子
 当該第2のバクテリオファージは、前記テイルファイバータンパク質をコードする塩基配列からなるテイルファイバー遺伝子をファージのゲノムDNA中に含む。
 テイルファイバー遺伝子の具体的な塩基配列は、前記配列番号11で示すアミノ酸配列、又は配列番号11で示すアミノ酸配列において278位及び350位以外の1個のアミノ酸が置換されたアミノ酸配列をコードする塩基配列であれば特に限定しない。例えば、前記配列番号11で示すアミノ酸配列をコードする配列番号12で示す塩基配列からなる遺伝子をいう。また例えば、前記配列番号45で示すアミノ酸配列をコードする配列番号46で示す塩基配列からなる遺伝子をいう。
 前記テイルファイバー遺伝子がコードするタンパク質により、特定属の細菌に特異的であり、かつ、その特定属の中では様々な菌種に幅広く溶菌活性を示すという、有用性が極めて高い宿主特異性が実現され得る。
(2-3)ゲノムDNA
 当該第2のバクテリオファージは、前記テイルファイバー遺伝子を含む。テイルファイバー遺伝子以外の遺伝子や塩基配列については、限定はしない。例えば、ファージゲノムDNAは、配列番号13で示す63753bpの塩基配列、配列番号47又は48で示す63743bpの塩基配列、配列番号13、47又は48で示す塩基配列において前記テイルファイバー遺伝子以外の領域における塩基配列に1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、さらに配列番号13、47又は48で示す塩基配列において前記テイルファイバー遺伝子以外の領域における塩基配列が配列番号13、47又は48で示す塩基配列と98.5%以上、98.6%以上、98.7%以上、98.8%以上、又は98.9%以上、99.0%以上、99.1%以上、99.2%以上、99.3%以上、99.4%以上、99.5%以上、99.6%以上、99.7%以上、99.8%以上、又は99.9%以上の配列同一性を有する塩基配列、配列番号13、47又は48で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、さらに配列番号13、47又は48で示す塩基配列と整列配置したときに99.0%以上、99.1%以上、99.2%以上、99.3%以上、99.4%以上、99.5%以上、99.6%以上、99.7%以上、99.8%以上、又は99.9%以上の配列同一性を有する塩基配列、あるいは、配列番号13、47又は48で示す塩基配列において前記テイルファイバー遺伝子以外の領域における塩基配列に対して高ストリンジェントな条件でハイブリダイズする塩基配列からなるゲノムDNAが挙げられる。
(2-4)効果
 第2のファージを含む本発明の溶菌剤は、キサントモナス属の様々な菌種に幅広く溶菌活性を示すことができ、様々な植物病害に適用し得る。
 一般に、ファージの特異性が高すぎると標的細菌の多様性をカバーできず、効果が限定的となる。また、産業的な観点からは、複数の植物病害に適用できる方が好ましい。したがって、第2のファージを含む本発明の溶菌剤のように様々な菌種に幅広く溶菌活性を示すファージの有用性は極めて高い。
<第3のファージ>
 当該第3のファージは、特定の塩基配列を含むゲノムDNA配列を有することを特徴とし、標的細菌に対して特異的な溶菌活性を示す。
(3-1)ゲノムDNA
 前記ゲノムDNA配列は、配列番号14で示す61291bpの塩基配列、配列番号14で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、又は配列番号14で示す塩基配列と80%以上、83%以上、85%以上、88%以上、90%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、若しくは99%以上の配列同一性を有する塩基配列を含む、又はからなる。いずれのゲノムDNA配列を有するバクテリオファージも標的細菌に特異的に吸着し、そのゲノムDNAを標的細菌の細胞内に注入できることを特徴とする。
(3-2)効果
 第3のファージを含む本発明の溶菌剤は、キサントモナス属細菌に溶菌活性を示すことができ、植物病害に適用し得る。
<第4のファージ>
 当該第4のファージは、特定のアミノ酸配列からなるテイルファイバータンパク質をコードする遺伝子をゲノムDNA中に含むことを特徴とし、標的細菌に対して特異的な溶菌活性を示す。
(4-1)テイルファイバータンパク質
 前記テイルファイバータンパク質は、604個のアミノ酸残基で構成される配列番号15で示すアミノ酸配列、配列番号15で示すアミノ酸配列において1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列、又は配列番号15で示すアミノ酸配列と90%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、又は99%以上のアミノ酸の配列同一性を有するアミノ酸配列からなる。いずれのテイルファイバータンパク質も標的細菌特異的な認識活性を有することを特徴とする。
(4-2)テイルファイバー遺伝子
 当該第4のバクテリオファージは、前記テイルファイバータンパク質をコードする塩基配列からなるテイルファイバー遺伝子をファージのゲノムDNA中に含む。
 テイルファイバー遺伝子の具体的な塩基配列として、例えば、前記配列番号15で示すアミノ酸配列をコードする配列番号16で示す塩基配列、又は配列番号16で示す塩基配列において、1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、さらに配列番号16で示す塩基配列と90%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、又は99%以上の塩基の配列同一性を有する塩基配列、あるいは、配列番号16に示す塩基配列に相補的な塩基配列に対して高ストリンジェントな条件でハイブリダイズする塩基配列からなる遺伝子をいう。
 前記テイルファイバー遺伝子がコードするタンパク質は、いずれも標的細菌に対する溶菌活性を有する。
(4-3)ゲノムDNA
 当該第4のバクテリオファージは、前記テイルファイバー遺伝子を含む。テイルファイバー遺伝子以外の遺伝子や塩基配列については、限定はしない。例えば、ファージゲノムDNAは、配列番号17で示す46393bpの塩基配列、配列番号3で示す塩基配列において前記テイルファイバー遺伝子以外の領域における塩基配列に1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、さらに配列番号17で示す塩基配列において前記テイルファイバー遺伝子以外の領域における塩基配列が配列番号17で示す塩基配列と80%以上、81%以上、82%以上、83%以上、84%以上、85%以上、86%以上、87%以上、88%以上、89%以上、90%以上、91%以上、92%以上、93%以上、94%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、又は99%以上の配列同一性を有する塩基配列、配列番号17で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、さらに配列番号17で示す塩基配列と整列配置したときに90.0%以上、90.5%以上、91.0%以上、91.5%以上、92.0%以上、92.5%以上、93.0%以上、93.5%以上、94.0%以上、94.5%以上、95.0%以上、95.5%以上、96.0%以上、96.5%以上、97.0%以上、97.5%以上、98.0%以上、98.5%以上、99.0%以上、99.1%以上、99.2%以上、99.3%以上、99.4%以上、99.5%以上、99.6%以上、99.7%以上、99.8%以上、又は99.9%以上の配列同一性を有する塩基配列からなるゲノムDNAが挙げられる。
(4-4)効果
 第4のファージを含む本発明の溶菌剤は、キサントモナス属細菌に溶菌活性を示すことができ、植物病害に適用し得る。
<第5のファージ>
 当該第5のファージは、特定の塩基配列を含むゲノムDNA配列を有することを特徴とし、本発明の溶菌剤は標的細菌に対して特異的な溶菌活性を示す。
(5-1)ゲノムDNA
 当該第5のバクテリオファージは、該ファージのゲノムのDNA配列が、配列番号18で示す43177bpの塩基配列又は配列番号19で示す43741bpの塩基配列、又は配列番号18若しくは19で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、又は配列番号18若しくは19で示す塩基配列と90%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、又は99%以上の配列同一性を有する塩基配列、配列番号18若しくは19に示す塩基配列と整列配置したときに95.0%以上、95.5%以上、96.0%以上、96.5%以上、97.0%以上、97.5%以上、98.0%以上、98.5%以上、99.0%以上、99.1%以上、99.2%以上、99.3%以上、99.4%以上、99.5%以上、99.6%以上、99.7%以上、99.8%以上、又は99.9%以上の配列同一性を有する塩基配列、さらに、配列番号18又は19に示す塩基配列に相補的な塩基配列に対して高ストリンジェントな条件でハイブリダイズする塩基配列を有する。
(5-2)効果
 第5のファージを含む本発明の溶菌剤は、キサントモナス属細菌に溶菌活性を示すことができ、植物病害に適用し得る。
<第6のファージ>
 当該第6のファージは、本発明において新たに見出されたタンパク質(本明細書では、しばしば単に「本発明のタンパク質」と称する)をコードする遺伝子をゲノムDNA中に含むことを特徴とし、標的細菌に対して特異的な溶菌活性を示す。
(6-1)本発明のタンパク質
 前記本発明のタンパク質は、84個のアミノ酸残基で構成される配列番号21で示すアミノ酸配列、配列番号21で示すアミノ酸配列において1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列、又は配列番号21で示すアミノ酸配列と90%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、又は99%以上のアミノ酸の配列同一性を有するアミノ酸配列からなる。いずれの本発明のタンパク質も標的細菌特異的な認識活性を有することを特徴とする。
 本発明のタンパク質は、宿主域の決定に重要な役割を示す新規なタンパク質である。
(6-2)本発明のタンパク質をコードする遺伝子
 当該第6のバクテリオファージは、前記本発明のタンパク質をコードする遺伝子(本明細書では、しばしば単に「本発明の遺伝子」と称する)をファージのゲノムDNA中に含む。
 本発明の遺伝子は、前記配列番号21で示すアミノ酸配列をコードする塩基配列であれば特に限定しない。の具体的な塩基配列として、例えば、前記配列番号21で示すアミノ酸配列をコードする配列番号22で示す塩基配列、又は配列番号22で示す塩基配列において、1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、さらに配列番号22で示す塩基配列と90%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、又は99%以上の塩基の配列同一性を有する塩基配列、あるいは、配列番号22に示す塩基配列に相補的な塩基配列に対して高ストリンジェントな条件でハイブリダイズする塩基配列からなる遺伝子をいう。
 前記本発明の遺伝子がコードするタンパク質は、いずれも標的細菌に対する溶菌活性を有する。
(6-3)ゲノムDNA
 当該第6のバクテリオファージは、前記本発明の遺伝子を含む。本発明の遺伝子以外の遺伝子や塩基配列については、限定はしない。例えば、ファージゲノムDNAは、配列番号23で示す42708bpの塩基配列、配列番号23で示す塩基配列において前記本発明の遺伝子以外の領域における塩基配列に1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、さらに配列番号23で示す塩基配列において前記本発明の遺伝子以外の領域における塩基配列が配列番号23で示す塩基配列と95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、又は99%以上の配列同一性を有する塩基配列、配列番号23で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、さらに配列番号23で示す塩基配列と整列配置したときに95.0%以上、95.5%以上、96.0%以上、96.5%以上、97.0%以上、97.5%以上、98.0%以上、98.5%以上、99.0%以上、99.1%以上、99.2%以上、99.3%以上、99.4%以上、99.5%以上、99.6%以上、99.7%以上、99.8%以上、又は99.9%以上の配列同一性を有する塩基配列からなるゲノムDNAが挙げられる。
(6-4)効果
 第6のファージを含む本発明の溶菌剤は、キサントモナス属細菌に溶菌活性を示すことができ、植物病害に適用し得る。
<第7のファージ>
 当該第7のファージは、特定のアミノ酸配列からなるテイルチューブタンパク質をコードする遺伝子をゲノムDNA中に含むことを特徴とし、標的細菌に対して特異的な溶菌活性を示す。
(7-1)テイルチューブタンパク質
 前記テイルチューブタンパク質にはテイルチューブタンパク質A及びテイルチューブタンパク質Bが含まれる。前記テイルチューブタンパク質Aは、205個のアミノ酸残基で構成される配列番号24又は49で示すアミノ酸配列、配列番号24又は49で示すアミノ酸配列において1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列、又は配列番号24又は49で示すアミノ酸配列と97%以上、97.5%以上、98%以上、98.5%以上、99%以上又は99.5%以上のアミノ酸の配列同一性を有するアミノ酸配列からなる。
 ここでのアミノ酸の置換は、配列番号24又は49に示すアミノ酸配列において、第28位、第108位、第110位、第153位、第157位、第189位及び第201位からなる群から選択される一以上の位置におけるアミノ酸置換を含むことができる。例えば、これらの位置のうち、二以上、三以上、四以上、五以上、六以上又は全ての位置における置換を含むことができる。
 具体的なアミノ酸置換の種類は特に限定しない。例えば、保存的置換であってよく、1個又は数個の非保存的置換を含んでもよい。具体的には、例えば、第7のファージのテイルチューブタンパク質Aのアミノ酸配列は配列番号60に示すアミノ酸配列であってもよい。このアミノ酸配列は以下に挙げる位置のアミノ酸以外について配列番号24又は49に示すアミノ酸配列と同一である:第28位がグルタミン酸(Glu)又はアスパラギン酸(Asp)、第108位がセリン(Ser)又はアスパラギン(Asn)であり、第110位がグルタミン(Gln)又はヒスチジン(His)であり、第153位がグルタミン(Gln)又はリシン(Lys)であり、第157位がアスパラギン酸(Asp)又はアスパラギン(Asn)であり、第189位がチロシン(Tyr)又はフェニルアラニン(Phe)であり、第201位がバリン(Val)又はチロシン(Tyr)である。
 前記テイルチューブタンパク質Bは、834個のアミノ酸残基で構成される配列番号25(正しくは配列番号57)又は50で示すアミノ酸配列、配列番号25(正しくは配列番号57)又は50で示すアミノ酸配列において1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列、又は配列番号25(正しくは配列番号57)又は50で示すアミノ酸配列と97%以上、97.5%以上、97.6%以上、98%以上、98.5%以上、99%以上、又は99.5%以上のアミノ酸の配列同一性を有するアミノ酸配列からなる。
 ここでのアミノ酸の置換は、配列番号57又は50に示すアミノ酸配列において、第25位、第53位、第216位、第221位、第272位、第389位、第395位、第410位、第425位、第472位、第607位、第623位、第662位、第670位、第699位、第707位、第757位、第763位、第764位及び第765位からなる群から選択される一以上の位置におけるアミノ酸置換を含むことができる。例えば、これらの位置のうち、二以上、三以上、四以上、五以上、十以上、十五以上又は全ての位置における置換を含むことができる。
 具体的なアミノ酸置換の種類は特に限定しない。例えば、保存的置換であってよく、1個又は数個の非保存的置換を含んでもよい。具体的には、例えば、第7のファージのテイルチューブタンパク質Bのアミノ酸配列は配列番号61に示すアミノ酸配列であってもよい。このアミノ酸配列は以下に挙げる位置のアミノ酸以外について配列番号57又は50に示すアミノ酸配列と同一である:第25位がアラニン(Ala)又はプロリン(Pro)であり、第53位がアラニン(Ala)又はセリン(Ser)であり、第216位がアラニン(Ala)又はプロリン(Pro)であり、第221位がヒスチジン(His)又はチロシン(Tyr)であり、第272位がバリン(Val)又は(Ile)であり、第389位がアラニン(Ala)又はグルタミン酸(Glu)であり、第395位がセリン(Ser)又はアラニン(Ala)であり、第410位がバリン(Val)又はイソロイシン(Ile)であり、第425位がイソロイシン(Ile)又はバリン(Val)であり、第472位がグリシン(Gly)又はアラニン(Ala)であり、第607位がアラニン(Ala)又はセリン(Ser)であり、第623位がイソロイシン(Ile)又はバリン(Val)であり、第662位がアルギニン(Arg)又はセリン(Ser)であり、第670位がロイシン(Leu)又はグルタミン(Gln)であり、第699位がスレオニン(Thr)又はアスパラギン(Asn)であり、第707位がアスパラギン酸(Asp)又はグリシン(Gly)であり、第757位がセリン(Ser)又はアラニン(Ala)であり、第763位がグリシン(Gly)又はセリン(Ser)であり、第764位がセリン(Ser)又はアスパラギン(Asn)であり、第765位がメチオニン(Met)又はバリン(Val)である。
 いずれのテイルチューブタンパク質も標的細菌特異的な認識活性に関与することを特徴とする。
(7-2)テイルチューブ遺伝子
 当該第7のバクテリオファージは、前記テイルチューブタンパク質をコードする塩基配列からなるテイルチューブ遺伝子をファージのゲノムDNA中に含む。
 前記テイルチューブ遺伝子は、テイルチューブタンパク質をコードする遺伝子である限り特に限定しない。テイルチューブタンパク質A遺伝子及びテイルチューブタンパク質B遺伝子が含まれる。
 テイルチューブタンパク質A遺伝子の具体的な塩基配列として、例えば、前記配列番号24又は49で示すアミノ酸配列をコードする配列番号26又は51で示す塩基配列、又は配列番号26又は51で示す塩基配列において、1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、さらに配列番号26又は51で示す塩基配列と97%以上、97.5%以上、98%以上、98.5%以上、99%以上、又は99.5%以上の塩基の配列同一性を有する塩基配列、あるいは、配列番号26又は51に示す塩基配列に相補的な塩基配列に対して高ストリンジェントな条件でハイブリダイズする塩基配列からなる遺伝子をいう。テイルチューブタンパク質A遺伝子の塩基配列は、配列番号60で示すアミノ酸配列をコードする塩基配列であってもよい。
 テイルチューブタンパク質B遺伝子の具体的な塩基配列として、例えば、前記配列番号25(正しくは配列番号57)又は50で示すアミノ酸配列をコードする配列番号27(正しくは配列番号58)又は52で示す塩基配列、又は配列番号27(正しくは配列番号58)又は52で示す塩基配列において、1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、さらに配列番号27(正しくは配列番号58)又は52で示す塩基配列と97%以上、97.5%以上、98%以上、98.5%以上、99%以上、又は99.5%以上の塩基の配列同一性を有する塩基配列、あるいは、配列番号27(正しくは配列番号58)又は52に示す塩基配列に相補的な塩基配列に対して高ストリンジェントな条件でハイブリダイズする塩基配列からなる遺伝子をいう。テイルチューブタンパク質B遺伝子の塩基配列は、配列番号61で示すアミノ酸配列をコードする塩基配列であってもよい。
 前記テイルチューブ遺伝子がコードするタンパク質は、いずれも標的細菌に対する溶菌活性を有する。
(7-3)ゲノムDNA
 当該第7のバクテリオファージは、前記テイルチューブ遺伝子を含む。テイルチューブ遺伝子以外の遺伝子や塩基配列については、限定はしない。例えば、ファージゲノムDNAは、配列番号28で示す44716bpの塩基配列、配列番号29で示す44829bpの塩基配列又は配列番号53で示す44585bpの塩基配列、又は配列番号28、29又は53で示す塩基配列において前記テイルチューブ遺伝子以外の領域における塩基配列に1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、さらに配列番号28、29又は53で示す塩基配列において前記テイルチューブ遺伝子以外の領域における塩基配列が配列番号28、29又は53で示す塩基配列と95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、又は99%以上の配列同一性を有する塩基配列、配列番号28、29又は53で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、さらに配列番号28、29又は53で示す塩基配列と整列配置したときに95.0%以上、95.5%以上、96.0%以上、96.5%以上、97.0%以上、97.5%以上、98.0%以上、98.5%以上、99.0%以上、99.1%以上、99.2%以上、99.3%以上、99.4%以上、99.5%以上、99.6%以上、99.7%以上、99.8%以上、又は99.9%以上の配列同一性を有する塩基配列からなるゲノムDNAが挙げられる。
(7-4)効果
 第7のファージを含む本発明の溶菌剤は、キサントモナス属の様々な菌種に幅広く溶菌活性を示すことができ、様々な植物病害に適用し得る。
 一般に、ファージの特異性が高すぎると標的細菌の多様性をカバーできず、効果が限定的となる。また、産業的な観点からは、複数の植物病害に適用できる方が好ましい。したがって、第7のファージを含む本発明の溶菌剤のように2種以上の菌種に溶菌活性を示すファージの有用性は極めて高い。
<第8のファージ>
 当該第8のファージは、特定の塩基配列を含むゲノムDNA配列を有することを特徴とし、標的細菌に対して特異的な溶菌活性を示す。
(8-1)ゲノムDNA
 前記ゲノムDNA配列としては、配列番号32~36のいずれかで示す塩基配列(それぞれ、44388bp、44377bp、45279bp、44378bp、44408bp)、配列番号32~36のいずれかで示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、配列番号32~36のいずれかで示す塩基配列と整列配置したときに80%以上、81%以上、82%以上、83%以上、84%以上、85%以上、86%以上、87%以上、88%以上、89%以上、90%以上、90.5%以上、91.0%以上、91.5%以上、92.0%以上、92.5%以上、93.0%以上、93.5%以上、94.0%以上、94.5%以上、95.0%以上、95.5%以上、96.0%以上、96.5%以上、97.0%以上、97.5%以上、98.0%以上、98.5%以上、99.0%以上、99.1%以上、99.2%以上、99.3%以上、99.4%以上、99.5%以上、99.6%以上、99.7%以上、99.8%以上、又は99.9%以上の配列同一性を有する塩基配列を含むか、又はそれからなるゲノムDNA配列が挙げられる。
(8-2)効果
 第8のファージを含む本発明の溶菌剤は、キサントモナス属細菌に溶菌活性を示すことができ、植物病害に適用し得る。
<第9のファージ>
 当該第9のファージは、特定のアミノ酸配列からなるテイルチューブタンパク質をコードする遺伝子をゲノムDNA中に含むことを特徴とし、標的細菌に対して特異的な溶菌活性を示す。
(9-1)テイルチューブタンパク質
 前記テイルチューブタンパク質にはテイルチューブタンパク質A及びテイルチューブタンパク質Bが含まれる。前記テイルチューブタンパク質Aは、206個のアミノ酸残基で構成される配列番号37で示すアミノ酸配列、配列番号37で示すアミノ酸配列において1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列、又は配列番号37で示すアミノ酸配列と92%以上、93%以上、94%以上、95%以上、96%以上、97%以上、97.5%以上、98%以上、98.5%以上、99%以上又は99.5%以上のアミノ酸の配列同一性を有するアミノ酸配列からなる。
 前記テイルチューブタンパク質Bは、847個のアミノ酸残基で構成される配列番号38又は54で示すアミノ酸配列、配列番号38又は54で示すアミノ酸配列において1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列、又は配列番号38又は54で示すアミノ酸配列と92%以上、93%以上、94%以上、95%以上、96%以上、97%以上、97.5%以上、98%以上、98.5%以上、99%以上、99.1%以上、99.2%以上、99.3%以上、99.4%以上又は99.5%以上のアミノ酸の配列同一性を有するアミノ酸配列からなる。
 ここでのアミノ酸の置換は、配列番号38又は54に示すアミノ酸配列において、第61位、第108位、第404位、第679位、第682位及び第727位からなる群から選択される一以上の位置におけるアミノ酸置換を含むことができる。例えば、これらの位置のうち、二以上、三以上、四以上、五以上又は全ての位置における置換を含むことができる。
 具体的なアミノ酸置換の種類は特に限定しない。例えば、保存的置換であってよく、1個又は数個の非保存的置換を含んでもよい。例えば、低極性側鎖を有するアミノ酸群(Gly, Asn, Gln, Ser, Thr, Cys, Tyr, Leu, Val, Ile, Val, Ala, Met, Pro)内での置換であってもよい。例えば、無電荷極性アミノ酸群(Gly, Asn, Gln, Ser, Thr, Cys, Tyr)又は親水性側鎖を有する中性アミノ酸群(Asn, Gln, Thr, Ser, Tyr, Cys)と中性アミノ酸群(Gly, Ile, Val, Leu, Ala, Met, Pro)との置換であってもよい。より具体的には、例えば、スレオニン(Thr)とアラニン(Ala)の置換であってもよい。
 具体的なアミノ酸配列としては、配列番号59で示すアミノ酸配列が挙げられる。このアミノ酸配列は以下に挙げる位置のアミノ酸以外について配列番号38に示すアミノ酸配列と同一である:第61位のアミノ酸がスレオニン(Thr)又はアラニン(Ala)であり、第108位のアミノ酸がグルタミン(Gln)又はリシン(Lys)であり、第404位のアミノ酸がプロリン(Pro)又はグルタミン(Gln)であり、第679位のアミノ酸がプロリン(Pro)又はセリン(Ser)であり、第682位のアミノ酸がスレオニン(Thr)又はアラニン(Ala)であり、かつ第727位のアミノ酸がイソロイシン(Ile)又はバリン(Val)である。
 テイルチューブタンパク質Bのアミノ酸配列が、配列番号59で示すアミノ酸配列で示すアミノ酸配列において1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列、又は配列番号59で示すアミノ酸配列と92%以上、93%以上、94%以上、95%以上、96%以上、97%以上、97.5%以上、98%以上、98.5%以上、99%以上、99.1%以上、99.2%以上、99.3%以上、99.4%以上又は99.5%以上のアミノ酸の配列同一性を有するアミノ酸配列からなるファージも本発明の第9のファージに包含される。
 いずれのテイルチューブタンパク質も標的細菌特異的な認識活性に関与することを特徴とする。
(9-2)テイルチューブ遺伝子
 当該第9のバクテリオファージは、前記テイルチューブタンパク質をコードする塩基配列からなるテイルチューブ遺伝子をファージのゲノムDNA中に含む。
 前記テイルチューブ遺伝子は、テイルチューブタンパク質をコードする遺伝子である限り特に限定しない。テイルチューブタンパク質A遺伝子及びテイルチューブタンパク質B遺伝子が含まれる。
 テイルチューブタンパク質A遺伝子の具体的な塩基配列として、例えば、前記配列番号37で示すアミノ酸配列をコードする配列番号39で示す塩基配列、又は配列番号39で示す塩基配列において、1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、さらに配列番号39で示す塩基配列と90%以上、95%以上、96%以上、97%以上、97.5%以上、98%以上、98.5%以上、99%以上、又は99.5%以上の塩基の配列同一性を有する塩基配列、あるいは、配列番号39に示す塩基配列に相補的な塩基配列に対して高ストリンジェントな条件でハイブリダイズする塩基配列からなる遺伝子をいう。テイルチューブタンパク質A遺伝子の塩基配列は、配列番号59で示すアミノ酸配列をコードする塩基配列であってもよい。
 テイルチューブタンパク質B遺伝子の具体的な塩基配列として、例えば、前記配列番号38又は54で示すアミノ酸配列をコードする配列番号40又は55で示す塩基配列、又は配列番号40又は55で示す塩基配列において、1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、さらに配列番号40又は55で示す塩基配列と90%以上、95%以上、96%以上、97%以上、97.5%以上、98%以上、98.5%以上、99%以上、又は99.5%以上の塩基の配列同一性を有する塩基配列、あるいは、配列番号40又は55に示す塩基配列に相補的な塩基配列に対して高ストリンジェントな条件でハイブリダイズする塩基配列からなる遺伝子をいう。テイルチューブタンパク質B遺伝子の具体的な塩基配列として、例えば、配列番号59で示すアミノ酸配列をコードする塩基配列が挙げられる。
 前記テイルチューブ遺伝子がコードするタンパク質は、いずれも標的細菌に対する溶菌活性を有する。
(9-3)ゲノムDNA
 当該第9のバクテリオファージは、前記テイルチューブ遺伝子を含む。テイルチューブ遺伝子以外の遺伝子や塩基配列については、限定はしない。例えば、ファージゲノムDNAは、配列番号41で示す43667bpの塩基配列又は配列番号56で示す43336bpの塩基配列、又は配列番号41又は56で示す塩基配列において前記テイルチューブ遺伝子以外の領域における塩基配列に1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、さらに配列番号41又は56で示す塩基配列において前記テイルチューブ遺伝子以外の領域における塩基配列が配列番号41又は56で示す塩基配列と80%以上、81%以上、82%以上、83%以上、84%以上、85%以上、86%以上、87%以上、88%以上、89%以上、90%以上、91%以上、92%以上、93%以上、94%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、又は99%以上の配列同一性を有する塩基配列、配列番号41又は56で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、さらに配列番号41又は56で示す塩基配列と整列配置したときに90%以上、91%以上、92%以上、93%以上、94%以上、95.0%以上、95.5%以上、96.0%以上、96.5%以上、97.0%以上、97.5%以上、98.0%以上、98.5%以上、99.0%以上、99.1%以上、99.2%以上、99.3%以上、99.4%以上、99.5%以上、99.6%以上、99.7%以上、99.8%以上、又は99.9%以上の配列同一性を有する塩基配列からなるゲノムDNAが挙げられる。
(9-4)効果
 本発明の溶菌剤は、キサントモナス属の様々な菌種に幅広く溶菌活性を示すことができ、様々な植物病害に適用し得る。
 一般に、ファージの特異性が高すぎると標的細菌の多様性をカバーできず、効果が限定的となる。また、産業的な観点からは、複数の植物病害に適用できる方が好ましい。したがって、本発明の溶菌剤のように2種以上の菌種に溶菌活性を示すファージの有用性は極めて高い。
<第10のファージ>
 当該第10のファージは、特定のアミノ酸配列からなるテイルファイバータンパク質をコードする遺伝子をゲノムDNA中に含むことを特徴とし、標的細菌に対して特異的な溶菌活性を示す。
(10-1)テイルファイバータンパク質
 前記テイルファイバータンパク質は、568個のアミノ酸残基で構成される配列番号42で示すアミノ酸配列、配列番号42で示すアミノ酸配列において1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列、又は配列番号42で示すアミノ酸配列と90%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、又は99%以上のアミノ酸の配列同一性を有するアミノ酸配列からなる。いずれのテイルファイバータンパク質も標的細菌特異的な認識活性を有することを特徴とする。
(10-2)テイルファイバー遺伝子
 当該第10のバクテリオファージは、前記テイルファイバータンパク質をコードする塩基配列からなるテイルファイバー遺伝子をファージのゲノムDNA中に含む。
 テイルファイバー遺伝子の具体的な塩基配列として、例えば、前記配列番号42で示すアミノ酸配列をコードする配列番号43で示す塩基配列、又は配列番号43で示す塩基配列において、1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、さらに配列番号43で示す塩基配列と90%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、又は99%以上の塩基の配列同一性を有する塩基配列、あるいは、配列番号43に示す塩基配列に相補的な塩基配列に対して高ストリンジェントな条件でハイブリダイズする塩基配列からなる遺伝子をいう。
 前記テイルファイバー遺伝子がコードするタンパク質は、いずれも標的細菌に対する溶菌活性を有する。
(10-3)ゲノムDNA
 当該第10のバクテリオファージは、前記テイルファイバー遺伝子を含む。テイルファイバー遺伝子以外の遺伝子や塩基配列については、限定はしない。例えば、ファージゲノムDNAは、配列番号44で示す76340bpの塩基配列、配列番号44で示す塩基配列において前記テイルファイバー遺伝子以外の領域における塩基配列に1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、さらに配列番号44で示す塩基配列において前記テイルファイバー遺伝子以外の領域における塩基配列が配列番号44で示す塩基配列と80%以上、81%以上、82%以上、83%以上、84%以上、85%以上、86%以上、87%以上、88%以上、89%以上、90%以上、91%以上、92%以上、93%以上、94%以上、95%以上、96%以上、97%以上、98%以上、又は99%以上の配列同一性を有する塩基配列、配列番号44で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、さらに配列番号44で示す塩基配列と整列配置したときに90.0%以上、90.5%以上、91.0%以上、91.5%以上、92.0%以上、92.5%以上、93.0%以上、93.5%以上、94.0%以上、94.5%以上、95.0%以上、95.5%以上、96.0%以上、96.5%以上、97.0%以上、97.5%以上、98.0%以上、98.5%以上、99.0%以上、99.1%以上、99.2%以上、99.3%以上、99.4%以上、99.5%以上、99.6%以上、99.7%以上、99.8%以上、又は99.9%以上の配列同一性を有する塩基配列からなるゲノムDNAが挙げられる。
(10-4)効果
 本発明の溶菌剤は、キサントモナス属の様々な菌種に幅広く溶菌活性を示すことができ、様々な植物病害に適用し得る。
2.植物病害防除組成物
2-1.概要
 本発明の第2の態様は組成物、特に植物病害防除用として利用可能な組成物である。本発明の組成物は、第1態様に記載の溶菌剤を有効成分として含むことを特徴とする。
 本発明の組成物によれば、植物病害防除用として用いることで、人体に安全で、かつ環境に対する薬害がなく、目的の植物病害を特異的に予防又は治療することが可能な、細菌性の植物病害に対するサステナブルな農薬を提供することができる。
 なお、本明細書において「植物病害防除組成物」と表記する場合は、本発明の組成物を植物病害防除用途として用いる場合をいう。
2-2.構成
2-2-1.構成成分
 本発明の組成物は、有効成分としての第1態様に記載の溶菌剤であるバクテリオファージを必須の構成成分として含む。また、前記ファージの標的細菌に対する溶菌活性を阻害又は抑制しない範囲において農学上許容可能な担体及び/又は媒体を含むことができる。さらに必要に応じて、他の有効成分を含んでいてもよい。以下、それぞれの構成成分について、具体的に説明をする。
(1)有効成分(溶菌剤)
 本発明の組成物は、第1態様に記載の溶菌剤を必須の有効成分として包含する。植物病害防除組成物では、この有効成分によって本発明の標的細菌が溶菌されるため、当該標的細菌を原因とする植物病害を予防又は治療することができる。
 溶菌剤の具体的な構成は、第1態様で詳述していることからここでの説明は省略する。
 組成物中の単位量あたりに含まれる有効成分の量は、植物病害防除用として用いる場合、剤形、植物病原細菌の種類、対象植物の種類、施用場所、及び施用方法等の諸条件によって左右される。有効成分であるファージが対象植物に感染した植物病原細菌に接触、感染する上で十分な量を含んでいることが好ましい。したがって、当該分野の技術常識の範囲において、本発明の植物病害防除組成物に含まれる溶菌剤が施用後に標的細菌に対して有効量となるように各条件を勘案し、決定すればよい。
 本発明の植物病害防除組成物は、以下に具体的に例示したキサントモナス属細菌を特異的に認識し、溶菌活性を有する一以上の他のファージを有効成分として組み合わせて含むことができる。例えば、標的細菌が同一であっても、異なる細胞表面レセプターを認識するファージであれば、その組合せによって溶菌活性の相乗的効果や補完効果を期待することができる。
 本発明の組成物が複数種類のファージを含む場合、ファージの具体的な種類は特に限定しない。例えば、本明細書に記載のファージのみを有効成分として含んでもよく、他の任意のファージを追加で有効成分として含んでもよい。また、互いに宿主域が類似しているファージ及び/又は互いに宿主域が類似していないファージを含むことができる。宿主域が類似しているファージの組合せとしては、例えば、共通して同じ属(例えば、キサントモナス属)の細菌に対して溶菌活性を示す組合せ、同じ属の一以上の種(例えば、Xanthomonas arboricola)の細菌に共通して溶菌活性を示すファージの組合せ、同じ属の一以上の病原型(例えば、Xanthomonas arboricola pv. pruni)の細菌に共通して溶菌活性を示すファージの組合せ等が挙げられる。また、宿主域が類似していないファージの組合せとしては、特定の属(例えば、キサントモナス属)に属する細菌に対して溶菌活性を示すファージと示さないファージの組合せ、特定の属の特定の病原型(例えば、Xanthomonas arboricola pv. pruni)の細菌に対して溶菌活性を示すファージと示さないファージの組合せ、特定の属の特定の種(例えば、Xanthomonas arboricola)の細菌に対して溶菌活性を示すファージと示さないファージの組合せ、特定の属(例えば、キサントモナス属)、種(例えば、Xanthomonas arboricola)、病原型(例えば、Xanthomonas arboricola pv. pruni)の細菌に対して特異的に溶菌活性を示すファージと非特異的に溶菌活性を示すファージの組合せ等が挙げられる。
 例えば、本発明の組成物は、本明細書に記載の第1のファージ~第10のファージのうち2種類以上のファージを組合せて含むことができる。具体的には、例えば、第1のファージ、第2のファージ、第7のファージ、第9のファージ及び第10のファージからなる群から選択される二以上のファージを組合せて含むことができる。また、例えば、第3のファージ、第4のファージ、第5のファージ、第6のファージ及び第8のファージからなる群から選択される二以上のファージを組合せて含むことができる。さらに、例えば、第1のファージ、第2のファージ、第7のファージ、第9のファージ及び第10のファージからなる群から選択される一以上のファージと、第3のファージ、第4のファージ、第5のファージ、第6のファージ及び第8のファージからなる群から選択される一以上のファージを組合せて含むことができる。
 本発明の組成物に含まれる、本明細書に記載の第1のファージ~第10のファージの数は1種類以上であれば特に限定しない。例えば、2種類以上、3種類以上、4種類以上、5種類以上、6種類以上、7種類以上、8種類以上、9種類以上、又は10種類以上のファージを含むことができる。また、本発明の組成物には、各ファージ(例えば、第2のファージ等)の範囲に含まれるもののゲノムDNA配列が互いに異なるファージを複数種類含むことができる。具体的には、第2のファージを2種類以上及び/又は第7のファージを2種類以上含むことができる。
 例えば、テイルファイバータンパク質共通のアミノ酸配列として配列番号1で示すアミノ酸配列をコードする遺伝子をゲノムDNA中に含むファージ、具体的には配列番号2~4のいずれかで示すアミノ酸配列をコードする遺伝子をゲノムDNA中に含むファージ、及び配列番号1~4のいずれかで示すアミノ酸配列において、1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列、又は90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列をコードする遺伝子をゲノムDNA中に含むファージが挙げられる。このようなアミノ酸配列をコードする遺伝子の具体的な例として、配列番号5~7のいずれかで示す塩基配列からなる遺伝子、及び配列番号5~7のいずれかで示す塩基配列において、1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、又は90%以上の配列同一性を有する塩基配列が挙げられる。このような遺伝子を含むファージのゲノムDNAとして、例えば、配列番号8~10のいずれかで示す塩基配列からなるゲノムDNA、及び配列番号8~10のいずれかで示す塩基配列において、1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、90%以上の配列同一性を有する塩基配列、配列番号2~4のいずれかで示すアミノ酸配列をコードする塩基配列以外の塩基配列に1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、又は配列番号2~4のいずれかで示すアミノ酸配列をコードする塩基配列以外の塩基配列が80%以上の配列同一性を有する塩基配列からなるゲノムDNAが挙げられる。
 また、例えば、テイルファイバータンパク質のアミノ酸配列として配列番号11又は45で示すアミノ酸配列をコードする遺伝子をゲノムDNA中に含むファージ、及び配列番号11で示すアミノ酸配列において、278位及び350位以外の1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列、又は90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列をコードする遺伝子をゲノムDNA中に含むファージが挙げられる。このようなアミノ酸配列をコードする遺伝子の具体的な例として、配列番号12又は46で示す塩基配列からなる遺伝子、及び配列番号12又は46で示す塩基配列において、1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、又は90%以上の配列同一性を有する塩基配列が挙げられる。さらに、このような遺伝子を含むファージの具体的なゲノムDNAとして、例えば、配列番号13、47又は48で示す塩基配列からなるゲノムDNA、及び配列番号13、47又は48で示す塩基配列において、1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、90%以上の配列同一性を有する塩基配列、配列番号11又は45で示すアミノ酸配列をコードする塩基配列以外の塩基配列に1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、又は配列番号11又は45で示すアミノ酸配列をコードする塩基配列以外の塩基配列が80%以上の配列同一性を有する塩基配列からなるゲノムDNAが挙げられる。
 さらに、ファージのゲノムDNAが、例えば、配列番号14、18、19、及び32~36のいずれかで示す塩基配列を含むゲノムDNA、及び配列番号14、18、19、及び32~36のいずれかで示す塩基配列において、1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、90%以上の配列同一性を有する塩基配列を含むゲノムDNAが挙げられる。
 また、例えば、テイルファイバータンパク質のアミノ酸配列として配列番号15又は42で示すアミノ酸配列をコードする遺伝子をゲノムDNA中に含むファージ、及び配列番号15又は42で示すアミノ酸配列において、1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列、又は90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列をコードする遺伝子をゲノムDNA中に含むファージが挙げられる。このようなアミノ酸配列をコードする遺伝子の具体的な例として、配列番号16又は43で示す塩基配列からなる遺伝子、及び配列番号16又は43で示す塩基配列において、1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、又は90%以上の配列同一性を有する塩基配列が挙げられる。さらに、このような遺伝子を含むファージの具体的なゲノムDNAとして、例えば、配列番号17又は44で示す塩基配列からなるゲノムDNA、及び配列番号17又は44で示す塩基配列において、1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、90%以上の配列同一性を有する塩基配列、配列番号15又は42で示すアミノ酸配列をコードする塩基配列以外の塩基配列に1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、又は配列番号15又は42で示すアミノ酸配列をコードする塩基配列以外の塩基配列が80%以上の配列同一性を有する塩基配列からなるゲノムDNAが挙げられる。
 また、例えば、配列番号21で示すアミノ酸配列をコードする遺伝子をゲノムDNA中に含むファージ、及び配列番号21で示すアミノ酸配列において、1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列、又は90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列をコードする遺伝子をゲノムDNA中に含むファージが挙げられる。このようなアミノ酸配列をコードする遺伝子の具体的な例として、配列番号22で示す塩基配列からなる遺伝子、及び配列番号22で示す塩基配列において、1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、又は90%以上の配列同一性を有する塩基配列が挙げられる。さらに、このような遺伝子を含むファージの具体的なゲノムDNAとして、例えば、配列番号23で示す塩基配列からなるゲノムDNA、及び配列番号23で示す塩基配列において、1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、90%以上の配列同一性を有する塩基配列、配列番号21で示すアミノ酸配列をコードする塩基配列以外の塩基配列に1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、又は配列番号21で示すアミノ酸配列をコードする塩基配列以外の塩基配列が80%以上の配列同一性を有する塩基配列からなるゲノムDNAが挙げられる。
 さらに、例えば、配列番号24、49、60又は37で示すアミノ酸配列からなるTTPA(Tail-Tubular protein A)遺伝子及び配列番号25(正しくは配列番号57)、50、61、又は38、54若しくは59で示すアミノ酸配列からなるTTPB(Tail-Tubular protein B)遺伝子をゲノムDNA中に含むファージ、及び配列番号24、49又は37、又は25(正しくは配列番号57)、50、又は38、54若しくは59で示すアミノ酸配列において、1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列、又は90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列をコードするTTPA遺伝子をゲノムDNA中に含むファージが挙げられる。このようなアミノ酸配列をコードする遺伝子の具体的な例として、配列番号26又は39、又は27(正しくは配列番号58)、40又は55で示す塩基配列からなる遺伝子、及び配列番号26又は39、又は27(正しくは配列番号58)、40又は55で示す塩基配列において、1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、又は90%以上の配列同一性を有する塩基配列が挙げられる。さらに、このような遺伝子を含むファージの具体的なゲノムDNAとして、例えば、配列番号28、29、41又は56のいずれかで示す塩基配列からなるゲノムDNA、及び配列番号28、29、41又は56のいずれかで示す塩基配列において、1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、90%以上の配列同一性を有する塩基配列、配列番号24又は37、又は25(正しくは配列番号57)、50又は38、54若しくは59で示すアミノ酸配列をコードする塩基配列以外の塩基配列に1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、又は配列番号24又は37、又は25(正しくは配列番号57)、50又は38、54若しくは59で示すアミノ酸配列をコードする塩基配列以外の塩基配列が80%以上の配列同一性を有する塩基配列からなるゲノムDNAが挙げられる。
 本明細書における配列同一性は、特に限定しない。具体的には、例えば、基準となる配列に対して、80%以上、81%以上、82%以上、83%以上、84%以上、85%以上、86%以上、87%以上、88%以上、89%以上、90.0%以上、90.5%以上、91.0%以上、91.5%以上、92.0%以上、92.5%以上、93.0%以上、93.5%以上、94.0%以上、94.5%以上、95.0%以上、95.5%以上、96.0%以上、96.5%以上、97.0%以上、97.5%以上、98.0%以上、98.5%以上、99.0%以上、99.1%以上、99.2%以上、99.3%以上、99.4%以上、99.5%以上、99.6%以上、99.7%以上、99.8%以上、又は99.9%以上の配列同一性であり得る。
(2)農学上許容可能な担体及び媒体
 「農学上許容可能な担体及び/又は媒体」とは、組成物の施用を容易にし、有効成分であるファージの生存性及び感染性を維持可能、及び/又は作用速度を制御可能な物質であって、野外施用による土壌及び水質等の環境に対する有害な影響がないか又は極めて小さく、さらに動物、特にヒトに対する有害性がないか又は極めて低い物質をいう。
 (2-1)担体
 農学上許容可能な担体の具体例として、界面活性剤、保護剤及び賦形剤等が挙げられる。また、所望であれば、少量の湿潤剤、乳化剤及びpH緩衝剤等を利用しても良い。当該担体は、予め配合しても良いし、施用の直前に配合しても良い。
 界面活性剤は、組成物の植物体に対する湿展(ぬれ)性、乳化性、分散性、浸透性、付着性、消泡性、及び拡展性等の物理化学的性質を向上させる効果を有する。界面活性剤は、展着剤と呼ばれる農薬補助剤の主成分として利用することができる。展着剤には、非イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤と陰イオン性界面活性剤の組合せ、パラフィン系、及びパリオキシエチレン樹脂酸エステル等が例示される。より具体的には、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系化合物、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル系化合物、リグニンスルホン酸塩系化合物、ナフチルメタンスルホン酸塩系化合物、アルキルスルホコハク酸塩系化合物、テトラアルキルアンモニウム塩系化合物が挙げられる。
 保護剤は、ファージの場合には紫外線によるダメージ軽減等の効果が期待される。例えば、スキムミルク類、カゼイン類、ゼラチン類等が挙げられる。
 賦形剤としては、例えば、グルコース、ラクトース、ショ糖、ゼラチン、デンプン、麦芽、小麦粉等が挙げられる。
 (2-2)溶媒
 農学上許容可能な溶媒の具体例として、水(水溶液を含む)、バッファー、又は液体培地が挙げられる。本溶媒は、無菌液体であることが好ましい。
(3)他の有効成分
 本発明の組成物は、第1態様に記載の溶菌剤に加えて、当該溶菌剤を構成するファージの溶菌活性に影響しない範囲において、同一の、及び/又は異なる薬理作用を有する他の有効成分を一以上含むことができる。
 他の有効成分の種類は問わない。例えば、同一の、及び/又は異なる細菌に対して溶菌活性を有するファージであってもよい。同一細菌に対する溶菌活性を有するファージとしては、例えば、第1態様に記載の溶菌剤を構成するファージと同様に、キサントモナス属細菌を特異的に認識し、結合する他のファージが挙げられる。
 その他にも、殺虫剤、除草剤、肥料(例えば、尿素、硝酸アンモニウム、過リン酸塩)や、必要に応じて、公知の化学農薬、抗生物質及び生物農薬を他の有効成分として包含することができる。
2-2-2.剤形
 本発明の組成物の剤形は、植物病害防除組成物として用いる場合、対象植物上の標的細菌の感染部位、対象植物への定着性、及び/又は有効成分であるファージの標的細菌への感染容易性が保持され得る剤形であれば、いかなる剤形であってもよい。例えば、植物病害防除組成物を、適当な溶液に懸濁した液体状態の液剤又は水和剤としてもよいし、又は担体と混合し、固化した固体状態の粉剤、粒剤、ゲル剤としてもよい。例えば、対象植物における標的細菌の感染部位が地上部の葉、花、実、茎、枝、又は幹の場合、限定はしないが、それらの感染部位に広く行き渡り、定着性も高い、液剤、水和剤、又はゲル剤が好適である。一方、標的細菌の感染部位が地下部の根、又は地下茎の場合、限定はしないが、土中で徐放され、感染部位に持続的に効果を発揮し得る粉剤、又は粒剤が好適である。
2-3.施用方法
 本発明の組成物の施用方法は、植物病害防除組成物として用いる場合、対象植物に植物病害防除組成物を施用することができる方法であれば、当該分野で公知の方法を用いればよく、特に限定はされない。植物病害防除組成物の有効成分であるファージは、対象植物の茎葉部、及び根部等、植物体表面全体から侵入し得ることから、目的に合わせて適切な方法で施用することができる。例えば、施用部位が茎葉部等の地上部であれば、施用部位に植物病害防除組成物が直接接触するように施用すればよい。直接接触には、例えば、植物病害防除組成物の施用部位への塗布、噴霧、散布又は浸漬等が挙げられる。施用は、対象植物の標的細菌による感染部位、又は感染の恐れのある部位に対して行うことが特に好ましい。また施用部位が根部等の地下部であれば、土壌中に、また培地であれば培地中に添加して、間接的にすればよい。ここでいう「土壌」は、対象植物の生育が可能な土壌であれば特に制限はしない。通常は、適当な栄養素を含み、適切なpH値を有する栽植用土壌が利用される。土壌の場所は、問わない。また、「培地」は、人工的に調製した対象植物の栽植用培地をいう。寒天培地のような固体培地であってもよいし、液体培地であってもよい。培地の例として、例えば、隔離ベッド、根域制限ポット又は苗床が挙げられる。培地の組成は、当該分野で公知の培地組成でよい。植物の種類等によって適宜選択することができる。
2-4.対象植物
 本発明の植物病害防除組成物の対象植物は、本発明の標的細菌を原因とする植物病害を発症し得る植物であれば、その種類は特に限定はしない。被子植物又は裸子植物のいずれであってもよい。さらに、草本植物であるか、木本植物であるかも問わない。対象植物の好適な具体例としては、農業上重要な植物、例えば、穀類、野菜、果物等の作物植物や花卉植物が挙げられる。具体的には、単子葉植物では、イネ科(Poaceae)植物(例えば、イネ、コムギ、オオムギ、トウモロコシ、サトウキビ、ソルガム、コウリャン、芝草)、バショウ科(Musaceae)植物(例えば、バナナ)、ヒガンバナ科(Amaryllidaceae)植物(例えば、ネギ、タマネギ、ニンニク、ニラ)、ユリ科(Liliaceae)植物(例えば、ユリ、チューリップ)が挙げられる。また、双子葉植物では、アブラナ科(Brassicaceae)植物(例えば、キャベツ、ダイコン、ハクサイ、アブラナ)、キク科(Asteraceae)植物(例えば、レタス、ゴボウ、キク)、マメ科(Fabaceae)植物(例えば、ダイズ、落花生、エンドウ、インゲンマメ、レンズマメ、ヒヨコマメ、ソラマメ、甘草)、ナス科(Solanaceae)植物(例えば、トマト、ナス、ジャガイモ、タバコ、ピーマン、トウガラシ、ペチュニア)、バラ科(Rosaceae)植物(例えば、イチゴ、リンゴ、ナシ、モモ、ビワ、アーモンド、スモモ、バラ、ウメ、サクラ)、ウリ科(Cucurbitaceae)植物(例えば、キュウリ、ウリ、カボチャ、メロン、スイカ)、ウルシ科(Anacardiaceae)植物(例えば、マンゴー、ピスタチオ、カシューナッツ)、クスノキ科(Lauraceae)植物(例えば、アボカド)ミカン科(Rutaceae)植物(例えば、ミカン、グレープフルーツ、レモン、ユズ)、ヒルガオ科(Convolvulaceae)植物(例えば、サツマイモ)、ツバキ科(Theaceae)植物(例えばチャノキ)、及びブドウ科(Vitaceae)植物(例えば、ブドウ)が該当する。
2-5.対象植物病害
 本発明の植物病害防除組成物を施用する対象植物病害は、本発明の標的細菌を原因として発症するあらゆる植物病害が該当する。好ましくは、キサントモナス属細菌を原因とする植物病害である。例えば、モモ等に見られるせん孔細菌病(Bacterial spot)、クルミ等に見られる黒斑細菌病(Bacterial blight)、ダイズ等に見られる葉焼病(Bacterial pustule)、イチゴ等に見られる角斑病(Angular leaf spot)、トマト、ピーマンやレタス等に見られる斑点細菌病(Bacterial blight)、キャベツ、ハクサイやブロッコリー等に見られる黒腐病(Black rot)、オレンジやグレープフルーツ等に見られる潰瘍病(Bacterial canker)、ワタ等に見られる角点病(Angular leaf spot)、イネ等に見られる白葉枯病(Leaf blight)等が挙げられる。
3.植物病害防除方法
3-1.概要
 本発明の第3の態様は、植物病害防除方法である。本発明の植物病害防除方法は、第2態様に記載の植物病害防除組成物を対象植物に施用することで、対象植物の植物病害を防除することを特徴とする。
 本発明の植物病害防除方法によれば、対象植物における細菌性、特にキサントモナス属細菌を原因とする植物病害を防除することができる。
3-2.方法
 本発明の植物病害防除方法は、接触工程を必須の工程として含む。
 「接触工程」とは、第2態様に記載の植物病害防除組成物を対象植物に接触させる工程である。本工程は、基本的に第2態様の植物病害防除組成物における「2-3.施用方法」に準ずる。
 本態様において「接触」とは、植物病害防除組成物と対象植物が接することをいう。より具体的には、植物病害防除組成物の有効成分である第1態様に記載の溶菌剤、すなわちファージが対象植物の植物体、好ましくは標的細菌による感染部位又は感染の恐れのある部位に接することをいう。この工程は、有効成分であるファージを標的細菌に感染させることを目的とするもので、それによって標的細菌は溶菌される。その結果、標的細菌を原因とする植物病害の防除効果が発揮され得る。
 接触は、直接的接触、又は間接的接触のいずれであってもよい。本態様で直接的接触とは、植物病害防除組成物が対象植物の所定の部位に直接接することである。具体的には、例えば、液状又はゲル状の植物病害防除組成物を対象植物の植物体に塗布、噴霧、散布又は浸漬することをいう。この場合、接触対象となる植物体は、主に葉、花、実、茎、枝、及び/又は幹等の部位となる。一方、本態様で間接的接触とは、植物病害防除組成物が仲介物を介して対象植物の所定の部位に接することをいう。例えば、粒状の植物病害防除組成物を対象植物の根部周辺の土中に施用することをいう。土中の水等を介して有効成分であるファージが運搬され、やがて根部から吸収される。
3-3.効果
 本発明によって得られた組成物の有効成分であるファージは、標的細菌を効率よく殺菌することができるので、標的細菌が原因となる病害の予防・抑止に役立つ。また、その特異的な溶菌活性に基づく標的細菌の検出・同定によって、病害の診断も可能となる。キサントモナス属細菌に慣行的に用いられてきた薬剤として銅剤や抗生物質が挙げられるが、これらの薬剤は薬害や菌叢バランス破綻の要因となり得る。例えば、Pseudomonas fluorescensのいくつかの株は、植物生長促進効果を持つことが実証されており(Haas D., Defago G., Nature Reviews in Microbiology, 2005, 3(4), 307-19)、銅剤や抗生物質はこのような植物と共生関係にある細菌をも殺菌してしまう可能性が高い。一方、ファージは生物由来物質であるため薬害の顕在化は報告されておらず、特異性が高いため菌叢バランスへの影響が極めて限定的である。
4.キサントモナス属細菌同定方法
4-1.概要
 本発明の第4の態様は、キサントモナス属細菌の同定方法である。本発明の同定方法は、第1態様に記載の溶菌剤を構成するファージの宿主特異性を利用して、キサントモナス属細菌を同定することを特徴とする。
 本発明によれば、植物病害の原因となった未同定の植物病原細菌がキサントモナス属細菌であるか否かを判定し、同定することができる。
4-2.方法
 本発明の同定方法は、培養工程、混合工程、混合物培養工程、及び判定工程を必須の工程として、また、単離工程を選択工程として含む。以下、それぞれの工程について、説明をする。
(1)単離工程
 「単離工程」は、植物病害に侵された植物組織から被験細菌を単離する工程である。本工程は、選択工程であり、必要に応じて行えばよい。
 「被験細菌」とは、本発明の第4の態様のキサントモナス属細菌同定方法、又は後述する第5の態様のキサントモナス属細菌検出方法に供される植物病原細菌であって、その菌種が明らかにされていない細菌をいう。
 植物組織は、植物病害を発症した植物のいずれの部位であってもよいが、植物病害の症状が顕著に認められる部位が好ましい。例えば、モモせん孔細菌病を発症したモモであれば、病害の見られる葉を用いればよい。
 採取した植物組織から被験細菌を単離するには、病害の見られる検体を水等の溶媒に浸漬し抽出すればよく、抽出の際に検体を断片化・破砕してもよい。続いて、抽出液を寒天培地上にストリークし、単一コロニーをピックすればよい。
(2)培養工程
 「培養工程」は、単離された被験細菌を培養し培養物を得る工程である。被験細菌の培養方法は、当該分野で公知の方法で行えばよい。
 「培養物」とは、被験細菌を培養して得られるもので、液体、又は固体のいずれであってもよい。
 本工程では、被験細菌は未同定の状態であるため、本工程で使用する培地は、植物病原細菌を広く培養可能な培地を用いることが望ましい。少なくとも本発明の同定対象細菌であるキサントモナス属細菌を培養可能な培地を用いる。そのような培地として、例えば、ペプトン、トリプトン等のタンパク酵素分解物、ポテトデキストロース、イーストエキス等の生物由来抽出物、グルタミン酸等のアミノ酸又はその塩、グルコース、スクロース等の糖類、塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、リン酸二水素カリウム等の無機塩から選ばれる一以上の成分を含む培地であればよい。具体的な培地及び組成としては、LB培地(トリプトン、イーストエキス、塩化ナトリウム)、YPG培地(イーストエキス、ペプトン、グルコース)、PD培地(ポテトデキストロース)、ペプトン加用諏訪培地(スクロース、グルタミン酸、ペプトン)等が挙げられる。
 単離された被験細菌を前記培地に播種し、適切な培養条件下で培養する。培養条件は、例えば20~40℃、20~30℃、22~28℃、又は24~26℃で、撹拌しながら培養することで培養物を得ることができる。培養時間は、限定はしないが、例えば600 nmでの濁度が1.0程度に達するまで培養すればよい。本工程によって、被験細菌の培養液が得られる。また、培養は、二以上の多段階培養であってもよい。例えば、液体培地で培養後に得られた培養液に軟寒天含有液体培地を加え、寒天培地のような固体培地上に注いで固化した後、さらに培養することができる。
(3)混合工程
 「混合工程」は、前記培養工程で得られた培養物と第1態様に記載の溶菌剤を混合し混合物を得る工程である。
 「混合物」とは、培養物と溶菌剤とを混合したもので、液体、又は固体のいずれであってもよい。
 前記培養物と溶菌剤を混合することができれば、混合方法は特に限定はしない。第1態様に記載の溶菌剤は固体状態でもよいが、水や液体培地で懸濁した液体状態で投与してもよい。
 培養物と溶菌剤が共に液体であれば、培養物と溶菌剤の容量比を、1:9、2:8、3:7、4:6、5:5、6:4、7:3、8:2、又は9:1にすればよい。投与後は、培養物と溶菌剤を撹拌等によって十分に混合すればよい。一方、前述のように軟寒天含有液体培地を積層した場合、培養物は固体である。この場合、ゲル表面のような固体培養物上に溶菌剤を滴下することによって、固体培地上で両者を混合し、混合物を得てもよい。
(4)混合物培養工程
 「混合物培養工程」は、前記混合物を所定の条件下で培養する工程である。
 なお、混合物の培養にあたり、混合物に軟寒天含有液体培地を加え、寒天培地のような固体培地上に注いで固化した後、さらに培養することもできる。
 本工程の基本的手順は前記培養工程に準ずる。本工程では、限定はしないが、次述の判定工程において溶菌剤を構成するファージによる被験細菌の溶菌の有無を確認しやすいように、いわゆるプラークアッセイ法に基づいた培養を行うことが好ましい。例えば、混合液の一部を同組成の軟寒天培地と混合した後、その軟寒天培地が固化する前に、同じく同組成の寒天培地上に注ぎ、培地全体に展開すればよい。その後、前記培養工程と同様の条件で培養すればよい。
(5)判定工程
 「判定工程」は、前記培養工程後の被験細菌が溶菌していたときに前記被験細菌がキサントモナス属細菌であると判定する工程である。
 溶菌の有無の判断は限定しないが、例えば、プラークアッセイ法に基づく場合であれば、プラーク形成の有無によって判定すればよい。前述の混合物培養工程後に、寒天培地上に展開され、固化した軟寒天培地にプラークが存在する場合、被験細菌は本発明の溶菌剤を構成するファージの感染により溶菌されたことを示す。したがって、このときの被験細菌は、キサントモナス属細菌であると判定することができる。一方、被験細菌が寒天培地上全体で増殖し、プラークが全く存在しない場合であれば、被験細菌はキサントモナス属細菌ではないと判定することができる。
 より正確な判定を行うために、混合物培養工程において溶菌剤を含まない培地と混合する陰性対照、及び/又は被験細菌に代えて、同定済みのキサントモナス属細菌を培養工程から用いる陽性対照を同時調製し、陰性対照ではプラークを生じないこと、及び陽性対照ではプラークが観察されることを確認してもよい。
4-3.効果
 本発明のキサントモナス属細菌同定方法によれば、植物病害の原因がキサントモナス属細菌であるか否かを同定することができる。
 また本発明のキサントモナス属細菌同定方法によれば、キサントモナス属細菌が原因と予想される植物病害を発症した植物の病変部にキサントモナス属細菌が存在するか否かを検出することができる。
 本願における実施例は、特願2022-156882における実施例に以下の通り対応する:実施例1は実施例1に、実施例2は実施例2に、実施例3は実施例3に、実施例4は実施例4に、実施例5は実施例5に、実施例6は実施例6に、実施例7は実施例7に、実施例8は実施例8に、実施例9は実施例9に、実施例10は実施例10にそれぞれ対応する。また、本願における表1~13は、特願2022-156882における表1~13と完全に同一である。また、本願における図1~11は、特願2022-156882における図1~11と完全に同一である。また、本願における配列番号1~44は、特願2022-156882における配列番号1~44と完全に同一である。
<実施例1:新規バクテリオファージの単離とその溶菌活性(1)>
(目的)
 植物病害の病原細菌に対して溶菌活性を有する新規バクテリオファージを単離し、植物病原細菌に対するその溶菌活性について検証する。
(方法と結果)
(1)植物病原細菌の入手と培養
 本実施例では、対象とする植物病原細菌は、全て農研機構(NARO)より入手した。本実施例で用いた各菌を農研機構の寄託ナンバリングと併せて表2に記載する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 対照用として、植物成長促進作用等が報告される環境に有益なPseudomonas fluorescensの菌株を英国微生物株保存機関UKNCC内の研究所NCIMBより入手した(NCIMB-ID:10460)。
 Xanthomonas oryzae pv. oryzaeの培養には、Lグルタミン酸Na 0.5g、MgCl2・6H2O 1.0g、KH2PO40.1g、スクロース 5g、及びペプトン5gをH2O 1Lに溶解してオートクレーブした液体培地(SW+P Broth)を用いた。その他のキサントモナス属細菌、及びPseudomonas fluorescensの菌種の培養には、ペプトン1g、イーストエキス 1g及びグルコース2gをH2O 1Lに溶解してオートクレーブした液体培地(YPG Broth)を用いた。また、寒天培地として、上記Broth(SW+P Broth又はYPG Broth)に1Lあたり15gの寒天を加えてオートクレーブした寒天培地(SW+P Brothを用いた際には「SW+P Agar」、YPG Brothを用いた際には「YPG Agar」と表記する)を用いた。さらに、寒天培地上層に積層する軟寒天培地(Top Agar)は、上記Brothに1Lあたり5gのアガロースを加えて、オートクレーブしたTop Agarを約50℃で保管し、必要に応じて利用した。
 乾燥粉末状態で送付された上記各菌株をBroth 0.1mLにて懸濁した後、Agar(SW+P Agar又はYPG Agar)にて25℃で画線培養を行い、シングルコロニーを単離した。単離コロニーをBrothに接種して25℃で振盪培養し、これを前培養液とした。本培養は、前培養液をBrothに接種し、濁度(Optical Density 600nm)が1.0程度に達するまで、25℃にて10~30時間培養した。培養後の培養液をそのまま菌液として使用した。
(2)第1のファージの単離及び純化
 新規ファージは、日本国内で得た天然の汚水、又は土壌から単離した。ファージの単離方法は、常法のプラークアッセイ法に基づいて行った。まず、池や湖等の汚水、又は土壌を水で懸濁した汚水を、0.45μmフィルターでろ過し、ファージ含有液を調製した。続いて、菌液とファージ含有液を等量混合し、室温10分程度放置した。次に、菌/ファージ混合液0.2mLをTop Agar 3mLに添加し、素早くボルテックスミキサーにかけて混合した後、Agar上に注いだ。Top Agarが固化した後に25℃にて12時間程度静置培養した。培養によって形成された菌のローン(Lawn)上に溶菌プラーク(Plaque)を形成させた。その後、先端切断チップを用いてプラーク部分のゲルを吸引し、キサントモナス属細菌に対して溶菌活性を有するファージを単離した。その後、単離したファージを高濃度に含むファージ含有液を汚水の代わりに用い、この手順を繰り返すことによって、ファージを純化した。
 上記いずれかの菌株を増幅した軟寒天培地上に形成される溶菌プラークを検出する手法にて、天然の汚水・土壌から新たなファージを計3種類単離した。実施例1で単離された新規ファージ3種を「第1のファージ」とする。
 単離したファージは、SM Bufferに懸濁し、0.2μmフィルターを通したファージ含有液として回収した。このファージ含有液を上記条件で前記菌液と混合し、再度ファージを単離した。この手順を数回繰り返すことによって、さらにファージを純化した。SM Bufferの組成は表3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
(3)第1のファージの増幅及び精製
 単離及び純化した第1のファージを増幅し、精製するためにプラークアッセイ法を用いた増幅法であるプレートライセート(PL)法を実施した。Agar上に多くのプラークが形成されるように、菌/ファージ混合液を調製し、Top Agarと混合した後、YPG Agar上に展開させて培養した。その後、プラークが形成されたTop Agar上に3mL SM Bufferを添加して、25℃で30分程度振盪し、上清を0.2μmフィルターに通してファージの含有する回収液を回収した。
 第1のファージの精製は、前記回収液10mLに、PEG 6000 1g(最終濃度10%)、NaCl 0.4g(最終濃度4%)を加え溶解し、ローテーターを用いて4℃で一晩、回転処理を行った。その後、×15,000g/4℃/60分にて遠心し、上清を除いた。回収したペレットをSM Buffer 0.5mLで再懸濁した。続いて、クロロホルム0.5mLを加え、激しく攪拌し、氷上で6時間放置した。×8,000g/4℃/10分で遠心した後で、上層を慎重に回収し、ファージ精製液を得た。ファージ精製液の濃度は、プラークアッセイ法でのプラーク数(Plaque Forming Unit、PFU)をベースとした力価 [PFU/mL]で表すのが一般的であり、溶菌活性を示す一つの指標となる。調製した第1のファージ精製液の力価は、適宜希釈した溶液を用いたプラークアッセイ法によって求め、108 PFU/mL以上であることを確認した。
(4)第1のファージの宿主域評価
 第1のファージの宿主域をスポットテスト法にて評価した。菌液のみ0.1mLをTop Agar 3mLに添加して混合後、Agarに注いで、プレート全体に展開し固化させた。菌液は、上記(1)で調製した表1に示す各キサントモナス属細菌の菌液の他、対照用のPseudomonas fluorescensの菌液も調製した。その後、ファージ精製液を5μL程度滴下し、25℃にて12時間前後静置培養した。菌のローンが形成されたプレート上で、滴下した場所で円(直径約1cm)状に透明(Clear)になれば、滴下したファージがその菌株に対して溶菌活性があると判定した。
 結果の一例を図1に示した。第1のファージが溶菌活性を示す場合、プレート上に形成された菌のローンの中で、ファージ精製液を滴下したところのみ透明になる。本発明によって得られた3種類の第1のファージは、表2に示したXanthomonas arboricola、Xanthomonas campestris、Xanthomonas citri、Xanthomonas oryzae及びXanthomonas cucurbitaeの5種の菌種に属する菌株の全てに対して溶菌活性を示した。一方で、Pseudomonas fluorescensに対しては、溶菌活性を示さないことも確認された。キサントモナス属の2種以上の菌種に活性を示すファージの報告例はあるが、上述のようなパターンは報告されていない(Nakayinga R. et al., BMC Microbiology, 2021, 21:291)。
 配列番号8に示す塩基配列を有する第1のファージについて、菌種として、IDがMAFF No.311019のXanthomonas oryzae pv. oryzaeを使用して行ったプラークアッセイのプレートの一例を図12に示す。溶菌の結果形成されるプラークが数多く形成されていることから、イネから単離されたこの細菌に対しても第1のファージが溶菌活性を示すことがわかる。これらの結果は第1のファージが様々な植物病害に適用できる可能性を示している。例えば、キサントモナス属細菌が原因となる、モモせん孔細菌病、イネ白葉枯病、ミカン潰瘍病、及びブロッコリー黒腐病等の防除に有用であることが示唆され、産業利用上の価値も高いことが期待される。
(5)第1のファージのゲノム解析
 第1のファージについてゲノムDNA配列を決定し、解析した。
 (i)第1のファージのゲノムDNAの調製と配列決定
 TURBO DNA-freeTM kit(Thermo Fisher Scientific社)を用いて第1のファージのゲノムを抽出した。キットに付属マニュアルに従った処理により、夾雑物となる宿主細菌由来ゲノムDNAを除去した。その後、NucleoSpin(登録商標) Virus(Machery-Nagel社)を用い、付属マニュアルに従い、Proteinase K処理によってファージ外殻分子を分解した。シリカスピンカラムを用いたゲノムDNA精製を経て、第1のファージのゲノムDNA溶液を調製した。その後、Qubit dsDNA HS Assay kit(Thermo Fisher Scientific社)を用いてゲノムDNAの濃度を測定し、終濃度0.2ng/μLとなるようゲノムDNA溶液を50μL調製した。続いて、Nextera XT DNA Library Prep(Illumina社)を用い、付属マニュアルに従った処理により、第1のファージのゲノムの断片化及びPCRによるアダプター配列の付加を行った。次に、Agilent High Sensitivity DNA Kit(Agilent Technologies社)を用いて、Bioanalyzer(Agilent Technologies社)による電気泳動を行い、サンプルの平均bpサイズを測定し、DNA断片の濃度を求めた。最後にMiseq Reagent kit (Illumina社)を用い、付属マニュアルに従った処理により測定用サンプルを調製し、次世代シークエンサーMiseq(Illumina社)を用いた測定を行った。CLC genomics workbench(Qiagen社)を利用し、得られたデータの前処理(トリミング等)を行った後、de novoアッセンブリーを行い、ファージのゲノム配列に相当するcontig配列を取得した。
 (ii)ゲノム配列情報に基づくバイオインフォマティクス解析
 第1のファージのゲノム塩基配列(配列番号8~10)を、GENETYXに実装されているGENETYX-NGSでBLAST解析した結果、配列番号8~10の塩基配列は互いに高い配列同一性を有していた。例えば、配列番号8の塩基配列の配列番号9の塩基配列に対する配列同一性(平均ヌクレオチド同一性(Average Nucleotide Identity:ANI))は、全長の96%以上の範囲で98%以上であり、配列番号8の塩基配列の配列番号10の塩基配列に対する配列同一性は、全長の95%以上の範囲に渡って98%以上であった。
 さらに、上記ファージ3種のゲノム配列情報からテイルファイバー遺伝子を検索した。RASTサーバー(https://rast.nmpdr.org/)及びPHASTER(https://phaster.ca/)を利用してテイルファイバー遺伝子の探索を行った結果、各ファージのゲノム配列中からテイルファイバー遺伝子と推定される配列番号5~7で示す塩基配列が特定された。配列番号5~7の塩基配列をGENETYXで解析した結果、配列番号5~7の塩基配列は互いに高い配列同一性を有しており、例えば、配列番号5の塩基配列の配列番号6及び7の塩基配列各々に対する配列同一性は96%以上であり、配列番号6及び7の塩基配列の配列同一性は98%以上であった。また、配列番号5~7の塩基配列によりコードされるアミノ酸配列(配列番号2~4)をGENETYXで解析した結果、配列番号2~4のアミノ酸配列も互いに高い配列同一性を有しており、配列番号2~4のアミノ酸配列間の配列同一性は98%以上であった。
 上記ファージのゲノム塩基配列(配列番号8~10)に基づいて、NCBI提供BLASTサーバー(https://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi)を用いて、類似DNA配列の検索と配列同一性の確認を実施した。検索の結果、米国特許出願公開第2016/0309723号に記載のファージMijaのゲノム配列(上記公報の配列番号29)が最も類縁スコアが高く、例えば配列番号8のゲノム塩基配列に対して、全長の93%の範囲に渡って、86.5%の配列同一性を有していた。
 ファージMijaの溶菌活性が確認されているのは、Xylella fastidiosa等であり、ファージMijaの宿主域は本発明のファージとは異なる。一般に、ファージの宿主特異性や宿主範囲に係る特徴は、テイルファイバータンパク質の役割が大きいと考えられる(Nobrega F.L. et al., Nat. Rev. Microbiol., 2018, 16:760-773)ことから、本発明者らは、上記宿主域の相違はテイルファイバー遺伝子の相違に起因するのではないかと考えた。
 そこで、特定したテイルファイバー遺伝子の塩基配列(配列番号5~7)をクエリとして用い、ファージMijaのゲノム配列において類似DNA配列を探索した。その結果、ファージMijaのゲノム配列には、配列番号5で示す塩基配列に対して全長の僅か16%の範囲に渡って83%の配列同一性がある領域しか見つからず、配列番号5~7で示す塩基配列に対して全長にわたって相同なDNA配列は見つからなかった。この結果から、ファージMijaと本願実施例で得られたファージ3種の宿主域の相違はテイルファイバー遺伝子の相違に起因することが示された。
 本発明のファージが有するテイルファイバー遺伝子が新規なものであるかを調べるために、配列番号2~4のアミノ酸配列をクエリとして、NCBI提供BLASTサーバーにて類似アミノ酸配列の検索を行った。その結果、Stenotrophomonas phage vB_SmaS-DLP_6のテイルファイバータンパク質(GenBankアクセッション番号:AMQ65898.1)が最も類縁スコアが高かった。しかし、そのアミノ酸配列は、配列番号2~4のいずれのアミノ酸配列に対しても配列同一性が低く、例えば、配列番号2の配列に対しては、全長の僅か35%の範囲に渡って、58.47%の配列同一性しか有さなかった。なお、Stenotrophomonas phage vB_SmaS-DLP_6は、Stenotrophomonas属を標的としており、本発明のファージとは異なる属の細菌を標的とする。
 以上の結果から、本発明のファージは、従来報告されていないキサントモナス属の新規宿主域を有し、その特徴は、特に新規テイルファイバー遺伝子が担っていることが示された。
<実施例2:新規バクテリオファージの単離とその溶菌活性(2)>
(目的)
 植物病害の病原細菌に対して溶菌活性を有する新規バクテリオファージを単離し、植物病原細菌に対するその溶菌活性について検証する。
(方法と結果)
(1)植物病原細菌の入手と培養
 本実施例では標的細菌となる植物病原細菌をキサントモナス属細菌とし、全ての菌株を農研機構(NARO)より入手した。実施例2で用いた各菌を、それぞれの農研機構の寄託ナンバリング(MAFF No.)と併せて表4に記載する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 また、対照用として、シュードモナス属細菌であるPseudomonas fluorescensの菌株を英国微生物株保存機関UKNCC内の研究所NCIMBより入手した(NCIMB-ID:10460)。
 Xanthomonas属細菌及びPseudomonas fluorescensの培養は、実施例1の「(1)植物病原細菌の入手と培養」に記載の方法に準じた。
(2)第2のファージの単離及びその純化
 新規ファージは、日本国内で得た天然の汚水、又は土壌から単離した。単離方法、及び純化方法は、実施例1の「(2)第1のファージの単離及びその純化」に記載の方法に準じた。その結果、天然の汚水・土壌から新たなファージを1種類単離した。実施例2で単離されたこの新規ファージを「第2のファージ」とする。
 単離したファージは、SM Bufferに懸濁し、0.2μmフィルターを通したファージ含有液として回収した。このファージ含有液を上記条件で前記菌液と混合し、再度ファージを単離した。この手順を数回繰り返すことによってファージを純化した。
(3)第2のファージの増幅及び精製
 単離及び純化した第2のファージを増幅し、精製するためにプレートライセート(PL)法を実施した。具体的な方法は、実施例1の「(3)第1のファージの増幅及び精製」に記載の方法に準じた。調製した第2のファージ精製液の力価は、適宜希釈した溶液を用いたプラークアッセイ法によって求め、108 PFU/mL以上であることを確認した。
(4)第2のファージの宿主域評価
 第2のファージの宿主域をスポットテスト法にて評価した。基本操作は、実施例1の「(4)第1のファージの宿主域評価」に記載の方法に準じた。
 結果の一例を図2に示す。第2のファージが溶菌活性を示す場合、プレート上に形成された菌のローンの中で、ファージ精製液を滴下したところのみ透明になる。本発明によって得られた第2のファージは、表4に示したキサントモナス属細菌の全てに対して溶菌活性を示した。一方で、Pseudomonas fluorescensに対しては溶菌活性を示さなかった。実施例1と同様に、表4に示すような多様な菌種全てに対して溶菌活性を示すファージは今まで知られていなかった。
 この第2のファージについて、菌種として、IDがMAFF No.311019のXanthomonas oryzae pv. oryzaeを使用して行ったプラークアッセイのプレートの一例を図13に示す。溶菌の結果形成されるプラークが数多く形成されていることから、イネから単離されたこの細菌に対しても第2のファージが溶菌活性を示すことがわかる。これらの結果は、単離された第2のファージがキサントモナス属細菌に対して広く溶菌活性を示すことを示唆している。
 また、この結果から第2のファージは、キサントモナス属細菌が原因となる、モモせん孔細菌病、イネ白葉枯病、ミカン潰瘍病、及びブロッコリー黒腐病等の防除に有用であることが示唆された。
(5)第2のファージのゲノム解析
 第2のファージについて、ゲノムDNA配列を決定し、解析した。
 (i)第2のファージのゲノムDNAの調製と配列決定
 TURBO DNA-freeTM kit(Thermo Fisher Scientific社)を用いて第2のファージのゲノムを抽出した。基本操作は、実施例1の「(5)第1のファージのゲノム解析 (i)第1のファージのゲノムDNAの調製と配列決定」に記載の方法に準じた。
 (ii)ゲノム配列情報に基づくバイオインフォマティクス解析
 前記(i)で得られたファージのゲノム塩基配列(配列番号13)に基づいて、NCBI提供BLASTサーバー(同上)を用いて、類似DNA配列の検索と配列同一性の確認を実施した。検索の結果、Xp12と呼ばれるXanthomonas属細菌を標的とするファージ(アクセスコード:MT664984.1)のゲノム配列が最も類縁スコアが高く、配列同一性は98.42%であった。しかし、ファージXp12が溶菌活性を示す菌種はXanthomonas oryzaeのみが知られている(Nakayinga R. et al., BMC Microbiology, 2021, 21:291)。
 Xp12と本実施例で単離された第2のファージの宿主特異性の相違の原因を明らかにするため、両者のテイルファイバータンパク質の配列を比較した。 
 まず、本実施例の第2のファージのゲノム配列からテイルファイバー遺伝子を同定した。遺伝子の同定には、RASTサーバー(https://rast.nmpdr.org/)及びPHASTERサーバー(https://phaster.ca/)を利用した。その結果、テイルファイバー遺伝子として配列番号12で示す塩基配列が特定された。
 さらに、配列番号12で示す塩基配列からなる遺伝子がコードするアミノ酸配列(配列番号11)は、Xp12の類縁タンパク質アミノ酸配列(アクセスコード:QNN97189.1)と比較したところ、第278位と第350位のアミノ酸の種類が異なっていた。具体的には、Xp12における第278位のバリンがアラニンに変わり、第350位のセリンがトリプトファンに変わっていた。これらは保存的置換ではなく、特にセリンはタンパク質間相互作用に寄与している場合が多いため、これらの置換により機能にも差異が生じている可能性が高い。
 以上の結果から、第2のファージは、従来報告されていなかったキサントモナス属の新規宿主域を有し、その特徴は、テイルファイバー遺伝子が担っていると推定された。
<実施例3:新規バクテリオファージの単離とその溶菌活性(3)>
(目的)
 植物病害の病原細菌に対して溶菌活性を有する新規バクテリオファージを単離し、植物病原細菌に対するその溶菌活性について検証する。
(方法と結果)
(1)植物病原細菌の入手と培養 
 本実施例では植物病原細菌をキサントモナス属細菌とし、全ての菌株を農研機構(NARO)より入手した。本実施例で用いた各菌を、それぞれの農研機構の寄託ナンバリング(MAFF NO.)と併せて表5に記載する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 対照用として、シュードモナス属細菌であるPseudomonas fluorescensの菌株を英国微生物株保存機関UKNCC内の研究所NCIMBより入手した(NCIMB-ID:10460)。
 Xanthomonas属細菌及びPseudomonas fluorescensの培養は、実施例1の「(1)植物病原細菌の入手と培養」に記載の方法に準じた。
(2)第3のファージの単離及びその純化
 新規ファージは、日本国内で得た天然の汚水、又は土壌から単離した。単離方法、及び純化方法は、実施例1の「(2)第1のファージの単離及びその純化」に記載の方法に準じた。その結果、天然の汚水・土壌から新たなファージを1種類単離した。実施例3で単離されたこの新規ファージを「第3のファージ」とする。
 単離したファージは、SM Bufferに懸濁し、0.2μmフィルターを通したファージ含有液として回収した。このファージ含有液を上記条件で前記菌液と混合し、再度ファージを単離した。この手順を数回繰り返すことによってファージを純化した。
(3)第3のファージの増幅及び精製
 単離及び純化した第3のファージを増幅し、精製するためにプレートライセート(PL)法を実施した。具体的な方法は、実施例1の「(3)第1のファージの増幅及び精製」に記載の方法に準じた。調製した第3のファージ精製液の力価は、適宜希釈した溶液を用いたプラークアッセイ法によって求め、108 PFU/mL以上であることを確認した。
(4)第3のファージの宿主域評価
 第3のファージの宿主域をスポットテスト法にて評価した。基本操作は、実施例1の「(4)第1のファージの宿主域評価」に記載の方法に準じた。
 結果の一例を図3に示した。第3のファージが溶菌活性を示す場合、プレート上に形成された菌のローンの中で、ファージ精製液を滴下したところのみ透明になる。本発明によって得られた第3のファージは、表5に示したキサントモナス属細菌の全てに対して溶菌活性を示した。一方で、Pseudomonas fluorescensに対しては溶菌活性を示さなかった。一般に、ファージの宿主域は、ローカルな特定菌種の特定株に限定されることが知られている(Sharma S. et al., Folia Microbiol., 2017, 62:17-55;Nakayinga R. et al., BMC Microbiology, 2021, 21:291)。しかし、本実施例で単離されたファージは、表5の採取地に示すように、異なる地域で分離されたキサントモナス属細菌のいずれに対しても溶菌活性を示した。これは、単離された第3のファージがキサントモナス属細菌に対して広く溶菌活性を示すことを示唆している。
 また、この結果から第3のファージは、キサントモナス属細菌が原因となるモモせん孔細菌病の防除に有用であることが示唆された。
(5)第3のファージのゲノム解析
 第3のファージについて、ゲノムDNA配列を決定し、解析した。
 (i)第3のファージのゲノムDNAの調製と配列決定
 TURBO DNA-freeTM kit(Thermo Fisher Scientific社)を用いて第3のファージのゲノムを抽出した。基本操作は、実施例1の「(5)第1のファージのゲノム解析 (i)第1のファージのゲノムDNAの調製と配列決定」に記載の方法に準じた。
 (ii)ゲノム配列情報に基づくバイオインフォマティクス解析
 前記(i)で得られた第3のファージのゲノム塩基配列(配列番号14)に基づいて、NCBI提供BLASTサーバー(同上)を用いて、類似DNA配列の検索と配列同一性の確認を実施した。検索の結果、数種のPseudomonas phage complete genomeが、最も類縁スコアが高かった。(アクセスコード:KX129925.1、MN504636.1、KX898399.1、NC_041953.1、MW835180.1)。しかし、いずれの配列も、ゲノム全長の6%~7%である極一部の範囲において約75%の配列同一性がみられるのみであった。しかも、これらのファージは宿主となる細菌がキサントモナス属細菌とは異なる。この結果は、第3のファージが、類縁ゲノム配列が全く知られていない新規ゲノム配列を有するファージであることを示唆している。
<実施例4:新規バクテリオファージの単離とその溶菌活性(4)>
(目的)
 植物病害の病原細菌に対して溶菌活性を有する新規バクテリオファージを単離し、植物病原細菌に対するその溶菌活性について検証する。
(材料と方法)
(1)植物病原細菌の入手と培養
 本実施例では標的細菌となる植物病原細菌をキサントモナス属細菌とし、全ての菌株を農研機構(NARO)より入手した。本実施例で用いた各菌を、それぞれの農研機構の寄託ナンバリング(MAFF No.)と併せて表6に記載する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 対照用として、シュードモナス属細菌であるPseudomonas fluorescensの菌株を英国微生物株保存機関UKNCC内の研究所NCIMBより入手した(NCIMB-ID:10460)。
 Xanthomonas属細菌及びPseudomonas fluorescensの培養は、実施例1の「(1)植物病原細菌の入手と培養」に記載の方法に準じた。
(2)第4のファージの単離及びその純化
 新規ファージは、日本国内で得た天然の汚水、又は土壌から単離した。単離方法、及び純化方法は、実施例1の「(2)第1のファージの単離及びその純化」に記載の方法に準じた。その結果、天然の汚水・土壌から新たなファージを1種類単離した。実施例4で単離されたこの新規ファージを「第4のファージ」とする。
 単離したファージは、SM Bufferに懸濁し、0.2μmフィルターを通したファージ含有液として回収した。このファージ含有液を上記条件で前記菌液と混合し、再度ファージを単離した。この手順を数回繰り返すことによってファージを純化した。
(3)第4のファージの増幅及び精製
 単離及び純化した第4のファージを増幅し、精製するためにプラークアッセイ法を用いた増幅法であるプレートライセート(PL)法を実施した。具体的な方法は、実施例1の「(3)第1のファージの増幅及び精製」に記載の方法に準じた。調製した第4のファージ精製液の力価は、適宜希釈した溶液を用いたプラークアッセイ法によって求め、108 PFU/mL以上であることを確認した。
(4)第4のファージの宿主域評価
 第4のファージの宿主域をスポットテスト法にて評価した。基本操作は、実施例1の「(4)第1のファージの宿主域評価」に記載の方法に準じた。結果の一例を図4に示した。第4のファージが溶菌活性を示す場合、プレート上に形成された菌のローンの中で、ファージ精製液を滴下したところのみ透明になる。本発明によって得られた第4のファージは、表6に示したキサントモナス属細菌の全ての菌株に対して溶菌活性を示した。実施例3と同様に、異なる地域で分離されたキサントモナス属細菌のいずれに対しても溶菌活性を示した。これは、単離されたファージがキサントモナス属細菌に対して広く溶菌活性を示すことを示唆している。
 また、この結果から第4のファージは、キサントモナス属細菌が原因となるモモせん孔細菌病の防除に有用であることが示唆された。
(5)第4のファージのゲノム解析
 第4のファージについて、ゲノムDNA配列を決定し、解析をした。
 (i)第4のファージのゲノムDNAの調製と配列決定
 TURBO DNA-freeTM kit(Thermo Fisher Scientific社)を用いてファージのゲノムを抽出した。基本操作は、実施例1の「(5)第1のファージのゲノム解析 (i)第1のファージのゲノムDNAの調製と配列決定」に記載の方法に準じた。
 (ii)ゲノム配列情報に基づくバイオインフォマティクス解析
 前記(i)で得られたファージのゲノム塩基配列(配列番号17)に基づいて、NCBI提供BLASTサーバー(同上)を用いて、類似DNA配列の検索と配列同一性の確認を実施した。検索の結果、Nakayingaら(Nakayinga R. et al., BMC Microbiology, 2021, 21:291)に記載のベルギーで分離されたFoXと命名されたいくつかのファージ(アクセスコード:NC_055835.1、NC_055836.1、NC_055837.1、NC_055838.1)が最も類縁スコアが高かった。しかし、いずれの配列に対しても、全長の約10%の範囲にわたって僅か約77%の配列同一性があるのみであった。この結果は、実施例1で単離されたファージが基本的には類縁配列の報告例がない新規ゲノム配列を有するファージであることを示唆している。
 一般に、ファージの宿主特異性や宿主範囲に係る特徴は、テイルファイバータンパク質の役割が大きいと考えられる(Nobrega F.L. et al., Nat. Rev. Microbiol., 2018, 16:760-773)。そこで、前記第4のファージのゲノム配列情報からテイルファイバー遺伝子を検索した。RASTサーバー(https://rast.nmpdr.org/)及びPHASTER(https://phaster.ca/)を利用して、第4のファージのゲノム配列中からテイルファイバー遺伝子と推定される配列番号16で示す塩基配列を特定した。本遺伝子配列は、既知ファージFoxのテイルファイバー遺伝子との塩基配列の同一性は58%であった。報告されているファージFoxの宿主菌種はXanthomonas campestrisである(Nakayinga R. et al., BMC Microbiology, 2021, 21:291)。したがって、第4のファージとは、宿主域が異なる。
 また、この結果は、公知のテイルファイバー遺伝子情報とその遺伝子を有するファージの宿主菌種情報の関連性に基づいて、異なる塩基配列のテイルファイバー遺伝子を有するファージの宿主域を予測することが困難であることを示唆している。
 以上の結果から、第4のファージは、従来報告されていないキサントモナス属の新規宿主域を有し、その特徴は特に新規テイルファイバー遺伝子が担っていると推定された。
<実施例5:新規バクテリオファージの単離とその溶菌活性(5)>
(目的)
 植物病害の病原細菌に対して溶菌活性を有する新規バクテリオファージを単離し、植物病原細菌に対するその溶菌活性について検証する。
(方法と結果)
(1)植物病原細菌の入手と培養 
 本実施例では標的細菌となる植物病原細菌をキサントモナス属細菌とし、全ての菌株を農研機構(NARO)より入手した。本実施例で用いた各菌を、それぞれの農研機構の寄託ナンバリング(MAFF No.)と併せて表7に記載する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 対照用として、シュードモナス属細菌であるPseudomonas fluorescensの菌株を英国微生物株保存機関UKNCC内の研究所NCIMBより入手した(NCIMB-ID:10460)。
 Xanthomonas属細菌及びPseudomonas fluorescensの培養は、実施例1の「(1)植物病原細菌の入手と培養」に記載の方法に準じた。
(2)第5のファージの単離及びその純化
 新規ファージは、日本国内で得た天然の汚水、又は土壌から単離した。単離方法、及び純化方法は、実施例1の「(2)第1のファージの単離及びその純化」に記載の方法に準じた。その結果、天然の汚水・土壌から新たなファージを2種類単離した。実施例5で単離されたこの新規ファージを「第5のファージ」とする。
 単離したファージは、SM Bufferに懸濁し、0.2μmフィルターを通したファージ含有液として回収した。このファージ含有液を上記条件で前記菌液と混合し、再度ファージを単離した。この手順を数回繰り返すことによってファージを純化した。
(3)第5のファージの増幅及び精製
 単離及び純化した第5のファージを増幅し、精製するためにプレートライセート(PL)法を実施した。具体的な方法は、実施例1の「(3)第1のファージの増幅及び精製」に記載の方法に準じた。調製した第5のファージ精製液の力価は、適宜希釈した溶液を用いたプラークアッセイ法によって求め、108 PFU/mL以上であることを確認した。
(4)第5のファージの宿主域評価
 第5のファージの宿主域をスポットテスト法にて評価した。基本操作は、実施例1の「(4)第1のファージの宿主域評価」に記載の方法に準じた。
 結果の一例を図5に示した。第5のファージが溶菌活性を示す場合、プレート上に形成された菌のローンの中で、ファージ精製液を滴下したところのみ透明になる。本発明によって得られた第5のファージは、表7に示したキサントモナス属細菌の全てに対して溶菌活性を示した。一方で、Pseudomonas fluorescensに対しては溶菌活性を示さなかった。実施例3と同様に、異なる地域で分離されたキサントモナス属細菌のいずれに対しても溶菌活性を示した。これは、単離された第5のファージがキサントモナス属細菌に対して広く溶菌活性を示すことを示唆している。
 また、この結果から第5のファージは、キサントモナス属細菌が原因となるモモせん孔細菌病の防除に有用であることが示唆された。
(5)第5のファージのゲノム解析
 第5のファージについて、ゲノムDNA配列を決定し、解析した。
 (i)第5のファージのゲノムDNAの調製と配列決定
 TURBO DNA-freeTM kit(Thermo Fisher Scientific社)を用いて第5のファージのゲノムを抽出した。基本操作は、実施例1の「(5)第1のファージのゲノム解析 (i)第1のファージのゲノムDNAの調製と配列決定」に記載の方法に準じた。
 (ii)ゲノム配列情報に基づくバイオインフォマティクス解析
 前記(i)で得られた第5のファージのゲノム塩基配列(配列番号18及び19)に基づいて、NCBI提供BLASTサーバー(同上)を用いて、類似DNA配列の検索と配列同一性の確認を実施した。検索の結果、近縁配列が多数ヒットした。全長の90%以上の範囲にわたって、配列同一性が最も高い数値となった配列は、配列番号18についてはPseudomonas phage vB_PaeS(アクセスコード:LC552830.1)であり、配列番号19については、米国特許出願公開第2017‐0319637号公報に記載のP1940(アクセスコード:MX298177.1)であった。各々の配列は、下記の表8に示すように、配列番号18及び19の両方に同程度の配列同一性を示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
 表中、配列同一性(identity)は、配列番号18又は19のゲノム全長に対して解析サーバーが自動的に整列した範囲に対しての数値である。その範囲の数値をQuery Coverとして表示しており、例えば、vB_PaeSの配列同一性98.28%は、配列番号18の全長の90%の領域に限定して算出された数値である。したがって、全長に対する配列同一性の算出は難しいが、少なくとも98.28%より低い数値となり、90%より低い数値に相当すると推定される。P1940の場合には、95%より低い数値に相当すると推定される。
 この解析の結果、上記公知配列のゲノムを有するファージの標的細菌は、Pseudomonas属細菌であることが明らかとなった。したがって、本実施例の第5のファージは、公知のファージのゲノム配列との配列同一性は極めて高いものの、その標的細菌であると特定することは困難であった。同時に、第5のファージに対して、vB_PaeSやP1940よりも、より広い範囲にわたって、より高い配列同一性を示すファージは、本実施例の第5のファージと同様の宿主域、すなわちXanthomonas属細菌である可能性が高いと考えられる。
 以上の結果から、第5のファージは、従来報告されていなかったキサントモナス属の新規宿主域を有すると推定された。
<実施例6:新規バクテリオファージの単離とその溶菌活性(6)>
(目的)
 植物病害の病原細菌に対して溶菌活性を有する新規バクテリオファージを単離し、植物病原細菌に対するその溶菌活性について検証する。
(方法と結果)
(1)植物病原細菌の入手と培養
 本発明では標的細菌となる植物病原細菌をキサントモナス属細菌とし、全ての菌株を農研機構(NARO)より入手した。本実施例で用いた各菌を、それぞれの農研機構の寄託ナンバリング(MAFF No.)と併せて表9に記載する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
 対照用として、シュードモナス属細菌であるPseudomonas fluorescensの菌株を英国微生物株保存機関UKNCC内の研究所NCIMBより入手した(NCIMB-ID:10460)。
 Xanthomonas属細菌及びPseudomonas fluorescensの培養は、実施例1の「(1)植物病原細菌の入手と培養」に記載の方法に準じた。
(2)第6のファージの単離及びその純化
 新規ファージは、日本国内で得た天然の汚水、又は土壌から単離した。単離方法、及び純化方法は、実施例1の「(2)第1のファージの単離及びその純化」に記載の方法に準じた。その結果、天然の汚水・土壌から新たなファージを1種類単離した。実施例6で単離されたこの新規ファージを「第6のファージ」とする。
 単離したファージは、SM Bufferに懸濁し、0.2μmフィルターを通したファージ含有液として回収した。このファージ含有液を上記条件で前記菌液と混合し、再度ファージを単離した。この手順を数回繰り返すことによってファージを純化した。
(3)第6のファージの増幅及び精製
 単離及び純化した第6のファージを増幅し、精製するためにプレートライセート(PL)法を実施した。具体的な方法は、実施例1の「(3)第1のファージの増幅及び精製」に記載の方法に準じた。調製した第6のファージ精製液の力価は、適宜希釈した溶液を用いたプラークアッセイ法によって求め、108 PFU/mL以上であることを確認した。
(4)第6のファージの宿主域評価
 第6のファージの宿主域をスポットテスト法にて評価した。基本操作は、実施例1の「(4)第1のファージの宿主域評価」に記載の方法に準じた。
 結果の一例を図6に示した。第6のファージが溶菌活性を示す場合、プレート上に形成された菌のローンの中で、ファージ精製液を滴下したところのみ透明になる。本発明によって得られた第6のファージは、表9に示したキサントモナス属細菌の全てに対して溶菌活性を示した。一方で、Pseudomonas fluorescensに対しては溶菌活性を示さなかった。実施例3と同様に、異なる地域で分離されたキサントモナス属細菌のいずれに対しても溶菌活性を示した。これは、単離された第6のファージがキサントモナス属細菌に対して広く溶菌活性を示すことを示唆している。
 また、この結果から第6のファージは、キサントモナス属細菌が原因となるモモせん孔細菌病の防除に有用であることが示唆された。
(5)第6のファージのゲノム解析
 第6のファージについて、ゲノムDNA配列を決定し、解析した。
 (i)第6のファージのゲノムDNAの調製と配列決定
 TURBO DNA-freeTM kit(Thermo Fisher Scientific社)を用いて第6のファージのゲノムを抽出した。基本操作は、実施例1の「(5)第1のファージのゲノム解析 (i)第1のファージのゲノムDNAの調製と配列決定」に記載の方法に準じた。
 (ii)ゲノム配列情報に基づくバイオインフォマティクス解析
 前記(i)で得られた第6のファージのゲノム塩基配列(配列番号23)に基づいて、NCBI提供BLASTサーバー(同上)を用いて、類似DNA配列の検索と配列同一性の確認を実施した。検索の結果、4件のファージ(アクセスコード:NC_017864.1、NC_007806.1、NC_029019.1、NC_024381.1)が、ゲノムの全長の約90%の範囲にわたって、96.5~98.5%の配列同一性を示した。全長に対する配列同一性は、85%程度の数値に相当すると推定される。しかし、このように高い配列同一性にもかかわらず、これら公知のファージの標的細菌は、Xanthomonas属ではなく、Pseudomonas属又はStenotrophomonas属であった。したがって、第6のファージはXanthomonas属細菌を標的細菌とするファージとしては全く新規なファージであることが示唆された。
 そこで、標的細菌の際に関係する遺伝子を同定するため、第6のファージと上記4件の公知のファージのゲノム配列とを比較した。さらに、上記比較により見出された公知のファージに対して配列同一性が低い領域においてORFを同定した。ORFの同定には、RASTサーバー(https://rast.nmpdr.org/)及びPHASTER(https://phaster.ca/)を利用した。
 上記比較によって、配列番号23で示されるゲノム塩基配列における第8062位~第9473位及び第31995位~第34230位の範囲が、公知のファージに対して配列同一性が低い領域として見出された。この領域では、計5個のORFが検出された。具体的なORFは、配列番号23のゲノム塩基配列において、それぞれ第8082位~第8573位、第8645位~第8842位、第9223位~第9477位、第31881位~第32789位及び第32792位~第33694位の塩基配列で示されるDNA領域であった。
 いずれの遺伝子が宿主域の決定に重要であるのかを明らかにするため、それぞれのORFを精査した。その結果、キサントモナス属細菌を標的とする公知のバクテリオファージについて、配列同一性が30%以上の塩基配列が最も多くヒットしたことから、実施例6において単離された第6のファージにおいて、配列番号23で示されるゲノム塩基配列における第9223位~第9477位の塩基配列(配列番号22)が高い配列同一性を示し、重要な遺伝子領域であると推定された。
 この遺伝子が公知の遺伝子か否かを明らかにするために翻訳産物のアミノ酸配列(配列番号21)に基づいて、NCBI提供BLASTサーバーを用いて、キサントモナス属細菌を標的とするバクテリオファージに限らず、広く類似アミノ酸配列の検索を行った。その結果、最も類縁スコアが高かったものでも、その配列同一性は僅か約50%であり、高い配列同一性を示す配列は検出されなかった。
<実施例7:新規バクテリオファージの単離とその溶菌活性(7)>
(目的)
 植物病害の病原細菌に対して溶菌活性を有する新規バクテリオファージを単離し、植物病原細菌に対するその溶菌活性について検証する。
(方法と結果)
(1)植物病原細菌の入手と培養
 本発明では標的細菌となる植物病原細菌をキサントモナス属細菌とし、全ての菌株を農研機構(NARO)より入手した。本実施例で用いた各菌を、それぞれの農研機構の寄託ナンバリング(MAFF No.)と併せて表10に記載する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
 対照用として、シュードモナス属細菌であるPseudomonas fluorescensの菌株を英国微生物株保存機関UKNCC内の研究所NCIMBより入手した(NCIMB-ID:10460)。
 Xanthomonas属細菌及びPseudomonas fluorescensの培養は、実施例1の「(1)植物病原細菌の入手と培養」に記載の方法に準じた。
(2)第7のファージの単離及びその純化
 新規ファージは、日本国内で得た天然の汚水、又は土壌から単離した。単離方法、及び純化方法は、実施例1の「(2)第1のファージの単離及びその純化」に記載の方法に準じた。その結果、天然の汚水・土壌から新たなファージを2種類単離した。実施例7で単離されたこの新規ファージを「第7のファージ」とする。
 単離したファージは、SM Bufferに懸濁し、0.2μmフィルターを通したファージ含有液として回収した。このファージ含有液を上記条件で前記菌液と混合し、再度ファージを単離した。この手順を数回繰り返すことによってファージを純化した。
(3)第7のファージの増幅及び精製
 単離及び純化した第7のファージを増幅し、精製するためにプレートライセート(PL)法を実施した。具体的な方法は、実施例1の「(3)第1のファージの増幅及び精製」に記載の方法に準じた。調製した第7のファージ精製液の力価は、適宜希釈した溶液を用いたプラークアッセイ法によって求め、108 PFU/mL以上であることを確認した。
(4)第7のファージの宿主域評価
 第7のファージの宿主域をスポットテスト法にて評価した。基本操作は、実施例1の「(4)第1のファージの宿主域評価」に記載の方法に準じた。
 結果の一例を図7に示した。第7のファージが溶菌活性を示す場合、プレート上に形成された菌のローンの中で、ファージ精製液を滴下したところのみ透明になる。本発明によって得られた第7のファージは、表10に示したキサントモナス属細菌の全てに対して溶菌活性を示した。一方で、Pseudomonas fluorescensに対しては溶菌活性を示さなかった。実施例1と同様に多様な菌種全てに対して溶菌活性を示し、異なる地域で分離された菌株のいずれに対しても溶菌活性を示した。これは、単離された第7のファージがキサントモナス属細菌に対して広く溶菌活性を示すことを示唆している。
 また、この結果から第7のファージは、キサントモナス属細菌が原因となるモモせん孔細菌病、及びブロッコリー黒腐病の防除に有用であることが示唆された。
(5)第7のファージのゲノム解析
 第7のファージについて、ゲノムDNA配列を決定し、解析した。
 (i)第7のファージのゲノムDNAの調製と配列決定
 TURBO DNA-freeTM kit(Thermo Fisher Scientific社)を用いて第7のファージのゲノムを抽出した。基本操作は、実施例1の「(5)第1のファージのゲノム解析 (i)第1のファージのゲノムDNAの調製と配列決定」に記載の方法に準じた。
 (ii)ゲノム配列情報に基づくバイオインフォマティクス解析
 前記(i)で得られた第7のファージのゲノム塩基配列(配列番号28及び29)に基づいて、NCBI提供BLASTサーバー(同上)を用いて、類似DNA配列の検索と配列同一性の確認を実施した。検索の結果、特開2021-102635号公報に記載のファージのゲノム配列(当該文献中の配列番号19及び20(それぞれ本願明細書における配列番号30及び31))が最も類縁スコアが高かった。いずれの配列も、全長の約90%の範囲にわたって、約92%の配列同一性を有していた。この結果から、全長に対する配列同一性は85%程度の数値に相当すると推定される。また、ΦXc10のゲノム塩基配列(Nakayinga R. et al., BMC Microbiology, 2021, 21:291)が次に類縁スコアが高かった。前記ΦXc10(アクセスコード:NC_047840.1)のゲノム塩基配列は、全長の87%の範囲にわたって約92%の配列同一性を有していた。この結果から、全長に対する配列同一性は80%程度の数値に相当すると推定される。さらに、f30-Xaj及びf20-Xajのゲノム塩基配列(Nakayinga R. et al., 2021、上掲)も同様に類縁スコアが高かった。前記f30-Xaj及びf20-Xaj(アクセスコード:NC_030937.1及びNC_030928.1)のゲノム塩基配列は、全長の74%の範囲にわたって約91%の配列同一性を有していた。この結果から、全長に対する配列同一性は70%程度の数値に相当すると推定される。しかし、いずれのファージも、Xanthomonas arboricola pv. pruniを標的細菌とするファージではなかった。
 標的細菌の相違の原因を探るため、第7のファージのゲノム塩基配列情報(配列番号28)において、新規な遺伝子の探索を行った。遺伝子領域の推定にはRASTサーバー(https://rast.nmpdr.org/)及びPHASTER(https://phaster.ca/)を利用した。探索の結果、第7のファージの宿主域に関与する遺伝子として、新規なテイルチューブタンパク質(tail tubular protein)をコードする遺伝子群が特定された。これらの遺伝子領域は、前記(i)で得られた2種類の第7のファージのゲノム塩基配列において互いに塩基配列が同一の領域に存在した。
 配列番号26は、本実施例で見出した第7のファージのゲノム塩基配列(配列番号28)に含まれる、テイルチューブタンパク質A遺伝子の塩基配列を示し、配列番号24はテイルチューブタンパク質Aのアミノ酸配列を示す。一方、配列番号27(正しくは配列番号58)はテイルチューブタンパク質B遺伝子の塩基配列を示し、配列番号25(正しくは配列番号57)はテイルチューブタンパク質Bのアミノ酸配列を示す。
 テイルチューブタンパク質Aとテイルチューブタンパク質Bはファージの細菌への特異的な吸着に関与することが報告されているため(Maozhi Hu, et ai., 2020, 9:1, 855-867)、第7のファージにおいてもファージの宿主域に関与している可能性が高い。しかしながら、テイルチューブタンパク質Aのアミノ酸配列(配列番号24)及びテイルチューブタンパク質Bのアミノ酸配列(配列番号25(正しくは配列番号57))に基づいてNCBI提供BLASTサーバーにて検索を実施したところ、いずれについても97%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列は存在しなかった。配列同一性が約96%と最も高かったものは、前述のΦXc10及びf20-Xajのテイルチューブタンパク質のアミノ酸配列であった。
 以上のことから、これらのタンパク質が、Xanthomonas属細菌に対する溶菌作用を媒介する新規なテイルチューブタンパク質であることが示唆された。
<実施例8:新規バクテリオファージの単離とその溶菌活性(8)>
(目的)
 植物病害の病原細菌に対して溶菌活性を有する新規バクテリオファージを単離し、植物病原細菌に対するその溶菌活性について検証する。
(方法と結果)
(1)植物病原細菌の入手と培養
 本発明では標的細菌となる植物病原細菌をキサントモナス属細菌とし、全ての菌株を農研機構(NARO)より入手した。本実施例で用いた各菌を、それぞれの農研機構の寄託ナンバリング(MAFF No.)と併せて表11に記載する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
 対照用として、シュードモナス属細菌であるPseudomonas fluorescensの菌株を英国微生物株保存機関UKNCC内の研究所NCIMBより入手した(NCIMB-ID:10460)。
 Xanthomonas属細菌及びPseudomonas fluorescensの培養は、実施例1の「(1)植物病原細菌の入手と培養」に記載の方法に準じた。
(2)第8のファージの単離及びその純化
 新規ファージは、日本国内で得た天然の汚水、土壌又は植物体(葉)から単離した。単離方法、及び純化方法は、実施例1の「(2)第1のファージの単離及びその純化」に記載の方法に準じた。その結果、天然の汚水・土壌、又は植物体を浸漬した水から新たなファージを5種類単離した。実施例8で単離されたこの新規ファージを「第8のファージ」とする。
 単離したファージは、SM Bufferに懸濁し、0.2μmフィルターを通したファージ含有液として回収した。このファージ含有液を上記条件で前記菌液と混合し、再度ファージを単離した。この手順を数回繰り返すことによってファージを純化した。
(3)第8のファージの増幅及び精製
 単離及び純化した第8のファージを増幅し、精製するためにプレートライセート(PL)法を実施した。具体的な方法は、実施例1の「(3)第1のファージの増幅及び精製」に記載の方法に準じた。調製した第8のファージ精製液の力価は、適宜希釈した溶液を用いたプラークアッセイ法によって求め、108 PFU/mL以上であることを確認した。
(4)第8のファージの宿主域評価
 第8のファージの宿主域をスポットテスト法にて評価した。基本操作は、実施例1の「(4)第1のファージの宿主域評価」に記載の方法に準じた。
 結果の一例を図8及び図9に示した。第8のファージが溶菌活性を示す場合、プレート上に形成された菌のローンの中で、ファージ精製液を滴下したところのみ透明になる。本発明によって得られた第8のファージは、表11に示したキサントモナス属細菌の全てに対して溶菌活性を示した。一方で、Pseudomonas fluorescensに対しては溶菌活性を示さなかった。実施例3と同様に、異なる地域で分離されたキサントモナス属細菌のいずれに対しても溶菌活性を示した。これは、単離された第8のファージがキサントモナス属細菌に対して広く溶菌活性を示すことを示唆している。
 また、この結果から第8のファージは、キサントモナス属細菌が原因となるモモせん孔細菌病の防除に有用であることが示唆された。
(5)第8のファージのゲノム解析
 第8のファージについて、ゲノムDNA配列を決定し、解析した。
 (i)第8のファージのゲノムDNAの調製と配列決定
 TURBO DNA-freeTM kit(Thermo Fisher Scientific社)を用いて第8のファージのゲノムを抽出した。基本操作は、実施例1の「(5)第1のファージのゲノム解析 (i)第1のファージのゲノムDNAの調製と配列決定」に記載の方法に準じた。
 (ii)ゲノム配列情報に基づくバイオインフォマティクス解析
 前記(i)で得られた第8のファージのゲノム塩基配列(配列番号18及び19)に基づいて、NCBI提供BLASTサーバー(同上)を用いて、類似DNA配列の検索と配列同一性の確認を実施した。検索の結果、配列番号32~36のいずれかの塩基配列と全長の50%以上の範囲にわたって80%以上の配列同一性を有する配列はヒットしなかった。さらに、配列番号32~36のいずれかの塩基配列と全長の20%以上の範囲にわたって90%以上の配列同一性を有する配列もヒットしなかった。この結果は、実施例8で単離された第8のファージが、いずれも基本的には類縁配列の報告例がない新規ゲノム配列を有するファージであることを示唆している。
 また、配列番号32~36の各ファージのゲノムDNA配列間の配列同一性を、遺伝情報処理ソフトウエアGENETYX(https://www.genetyx.co.jp/)に実装されているGENETYX-NGSを用いてBLAST解析した。平均ヌクレオチド同一性(Average Nucleotide Identity;ANI)を指標とした配列同一性は、以下の表12に示す通りであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
 表12では、各行のゲノムDNA配列の各列のゲノムDNA配列に対するANI値及び比較範囲を「ANI値(%)/比較範囲(%)」の形式で示す。なお、表12中の比較範囲(%)は、対応する行のゲノムDNA配列に対してアラインメントされた、対応する列のゲノムDNA配列中の領域の割合である。例えば、ANI値(%)/比較範囲(%)が「90/90」である場合、対応する行のゲノムDNA配列が、対応する列のゲノムDNA配列に対して全長の90%の範囲に渡って90%の配列同一性を有することとなる。
 配列番号32~36の各ファージのゲノムDNA配列の長さは異なるため、表12中の各行のゲノムDNA配列の各列のゲノムDNA配列に対するANI値及び比較範囲は、その行と列を入れ替えた場合のANI値及び比較範囲と微妙に異なることがある。例えば、配列番号32の行と配列番号35の列のANI値及び比較範囲と、配列番号35の行と配列番号32の列のANI値及び比較範囲とを比較すると、両者ともANI値は100%であるが、配列番号32及び35のゲノムの長さは異なるので、比較範囲の数値は異なる。
 表12に示されるように、配列番号32~36の塩基配列は、互いに90%~100%の範囲で98~100%の配列同一性を有しており、互いに非常に類似していることが判明した。表12中のANI値及び比較範囲を乗算し、全範囲の配列同一性を推定したところ、配列番号35の配列番号36に対する全範囲の配列同一性が最も低く、90%であった。
 上記ファージのゲノムDNA配列の比較の結果から、配列番号32~36のいずれかの塩基配列と90%以上の配列同一性を有する塩基配列を含むゲノムDNA配列を有するファージ、すなわち配列番号32~36のいずれかの塩基配列において10%程度の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列を含むゲノムDNA配列を有するファージも、配列番号32~36のいずれかのゲノムDNA配列を有するファージと本質的に同様の宿主域・溶菌活性を有することが示された。 
<実施例9:新規バクテリオファージの単離とその溶菌活性(9)>
(目的)
 植物病害の病原細菌に対して溶菌活性を有する新規バクテリオファージを単離し、植物病原細菌に対するその溶菌活性について検証する。
(方法と結果)
(1)植物病原細菌の入手と培養
 本発明では標的細菌となる植物病原細菌をキサントモナス属細菌とし、全ての菌株を農研機構(NARO)より入手した。本実施例で用いた各菌を、それぞれの農研機構の寄託ナンバリング(MAFF No.)と併せて表13に記載する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
 対照用として、植物成長促進作用等が報告される環境に有益なPseudomonas fluorescensの菌株を英国微生物株保存機関UKNCC内の研究所NCIMBより入手した(NCIMB-ID:10460)。
 各種Xanthomonas属細菌及びPseudomonas fluorescensの培養は、実施例1の「(1)植物病原細菌の入手と培養」に記載の方法に準じた。
(2)第9のファージの単離及びその純化
 新規ファージは、日本国内で得た天然の汚水、土壌又は植物体(葉)から単離した。単離方法、及び純化方法は、実施例1の「(2)第1のファージの単離及びその純化」に記載の方法に準じた。その結果、天然の汚水・土壌、又は植物体を浸漬した水から新たなファージを5種類単離した。実施例9で単離されたこの新規ファージを「第9のファージ」とする。
 単離したファージは、SM Bufferに懸濁し、0.2μmフィルターを通したファージ含有液として回収した。このファージ含有液を上記条件で前記菌液と混合し、再度ファージを単離した。この手順を数回繰り返すことによってファージを純化した。
(3)第9のファージの増幅及び精製
 単離及び純化した第9のファージを増幅し、精製するためにプレートライセート(PL)法を実施した。具体的な方法は、実施例1の「(3)第1のファージの増幅及び精製」に記載の方法に準じた。調製した第9のファージ精製液の力価は、適宜希釈した溶液を用いたプラークアッセイ法によって求め、108 PFU/mL以上であることを確認した。
(4)第9のファージの宿主域評価
 第9のファージの宿主域をスポットテスト法にて評価した。基本操作は、実施例1の「(4)第1のファージの宿主域評価」に記載の方法に準じた。
 結果の一例を図10に示した。ファージが溶菌活性を示す場合、プレート上に形成された菌のローンの中で、ファージ精製液を滴下したところのみ透明になる。本発明によって得られたファージは、表13に示したXanthomonas arboricola、Xanthomonas citri及びXanthomonas campestrisの3種の菌種に属する菌株全てに対して溶菌活性を示した。また、Xanthomonas arboricola及びXanthomonas campestrisに関しては、異なる病原型の菌株に対しても溶菌活性を示した。一方で、Pseudomonas fluorescensに対しては、溶菌活性を示さないことも確認された。キサントモナス属の2種以上の菌種に活性を示すファージの報告例はあるが、病原型を含めて上述のようなパターンは報告されていない(Nakayinga R. et al., BMC Microbiology, 2021, 21:291)。これは本発明のファージが様々な植物病害に適用できる可能性を示した結果である。例えば、キサントモナス属細菌が原因となる、モモせん孔細菌病、ミカン潰瘍病及びブロッコリー黒腐病等の防除に有用であることが示唆され、産業利用上の価値も高いことが期待される。
(5)第9のファージのゲノム解析
 第9のファージについて、ゲノムDNA配列を決定し、解析した。
 (i)第9のファージのゲノムDNAの調製と配列決定
 TURBO DNA-freeTM kit(Thermo Fisher Scientific社)を用いて第9のファージのゲノムを抽出した。基本操作は、実施例1の「(5)第1のファージのゲノム解析 (i)第1のファージのゲノムDNAの調製と配列決定」に記載の方法に準じた。
 (ii)ゲノム配列情報に基づくバイオインフォマティクス解析
 前記(i)で得られた第9のファージのゲノム塩基配列(配列番号41)に基づいて、NCBI提供BLASTサーバー(同上)を用いて、類似DNA配列の検索と配列同一性の確認を実施した。検索の結果、NCBIデータベースに収載された「Xanthomonas phage Xaa_vB_phi31」というファージのゲノム配列(NCBIアクセスコード:MT951568.1)が最も類縁スコアが高かった。全長の約80%の範囲にわたって、約85%の配列同一性を有していた。この結果から、全長に対する配列同一性は68%程度の数値に相当すると推定される。Xaa_vB_phi31の宿主としては、Xanthomonas euvesicatoria pv. allii XaaBL11のみが記載されていた。類縁スコアが高かったその他のファージについても、第9のファージのように様々な種のXanthomonas属細菌に対して幅広く溶菌活性を示すことについて示唆する情報はなかった。
 標的細菌の相違の原因を探るため、第9のファージのゲノム塩基配列情報(配列番号41)において、新規な遺伝子の探索を行った。遺伝子領域の推定にはRASTサーバー(https://rast.nmpdr.org/)及びPHASTER(https://phaster.ca/)を利用した。探索の結果、ファージの宿主域に関与する遺伝子として、新規なテイルチューブタンパク質(tail tubular protein)をコードする遺伝子群が特定された。
 配列番号39は、本実施例で見出した第9のファージのゲノム塩基配列(配列番号41)に含まれる、テイルチューブタンパク質A遺伝子の塩基配列を示し、配列番号37はテイルチューブタンパク質Aのアミノ酸配列を示す。一方、配列番号40はテイルチューブタンパク質B遺伝子の塩基配列を示し、配列番号38はテイルチューブタンパク質Bのアミノ酸配列を示す。
 テイルチューブタンパク質Aとテイルチューブタンパク質Bはファージの細菌への特異的な吸着に関与することが報告されているため(Maozhi Hu, et ai., 2020, 9:1, 855-867)、第9のファージにおいてもファージの宿主域に関与している可能性が高い。しかしながら、テイルチューブタンパク質Aのアミノ酸配列(配列番号37)及びテイルチューブタンパク質Bのアミノ酸配列(配列番号38)に基づいてNCBI提供BLASTサーバーにて検索を実施したところ、いずれについても97%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列は存在しなかった。テイルチューブタンパク質Aのアミノ酸配列については、前述のXanthomonas phage Xaa_vB_phi31のテイルチューブタンパク質Aのアミノ酸配列が、約95%と最も高い配列同一性を示した。配列番号39の塩基配列とXaa_vB_phi31のテイルチューブタンパク質Aをコードする塩基配列の配列同一性は、約89%であった。テイルチューブタンパク質Bのアミノ酸配列についても、Xaa_vB_phi31のテイルチューブタンパク質Bのアミノ酸配列が約91%と最も高い配列同一性を示した。また、その遺伝子の塩基配列の、配列番号40の塩基配列との配列同一性は約86%であった。
 以上のことから、これらのタンパク質が、Xanthomonas属細菌に対する溶菌作用を媒介する新規なテイルチューブタンパク質であることが示唆された。
<実施例10:新規バクテリオファージの単離とその溶菌活性(10)>
(目的)
 植物病害の病原細菌に対して溶菌活性を有する新規バクテリオファージを単離し、植物病原細菌に対するその溶菌活性について検証する。
(方法と結果)
(1)植物病原細菌の入手と培養
 本実施例では植物病原細菌をキサントモナス属細菌とし、全ての菌株を農研機構(NARO)より入手した。本実施例で用いた各菌は、実施例9の表13に記載された菌と同様である。
 対照用として、シュードモナス属細菌であるPseudomonas fluorescensの菌株を英国微生物株保存機関UKNCC内の研究所NCIMBより入手した(NCIMB-ID:10460)。
 Xanthomonas属細菌及びPseudomonas fluorescensの培養は、実施例1の「(1)植物病原細菌の入手と培養」に記載の方法に準じた。
(2)第10のファージの単離及びその純化
 新規ファージは、日本国内で得た天然の汚水、又は土壌から単離した。単離方法、及び純化方法は、実施例1の「(2)第1のファージの単離及びその純化」に記載の方法に準じた。その結果、天然の汚水・土壌から新たなファージを1種類単離した。実施例10で単離されたこの新規ファージを「第10のファージ」とする。
 単離したファージは、SM Bufferに懸濁し、0.2μmフィルターを通したファージ含有液として回収した。このファージ含有液を上記条件で前記菌液と混合し、再度ファージを単離した。この手順を数回繰り返すことによってファージを純化した。
(3)第10のファージの増幅及び精製
 単離及び純化したファージを増幅し、精製するためにプレートライセート(PL)法を実施した。具体的な方法は、実施例1の「(3)第1のファージの増幅及び精製」に記載の方法に準じた。第10のファージ精製液の力価は、適宜希釈した溶液を用いたプラークアッセイ法によって求め、108 PFU/mL以上であることを確認した。
(4)第10のファージの宿主域評価
 第10のファージの宿主域をスポットテスト法にて評価した。基本操作は、実施例1の「(4)第1のファージの宿主域評価」に記載の方法に準じた。
 結果の一例を図11に示した。ファージが溶菌活性を示す場合、プレート上に形成された菌のローンの中で、ファージ精製液を滴下したところのみ透明になる。第10のファージは、表13に示したXanthomonas arboricola、Xanthomonas citri及びXanthomonas campestrisの3種の菌種に属する菌株全てに対して溶菌活性を示した。また、Xanthomonas arboricola及びXanthomonas campestrisに関しては、異なる病原型の菌株に対しても溶菌活性を示した。一方で、Pseudomonas fluorescensに対しては、溶菌活性を示さないことも確認された。キサントモナス属の2種以上の菌種に活性を示すファージの報告例はあるが、病原型を含めて上述のようなパターンは報告されていない(Nakayinga R. et al., BMC Microbiology, 2021, 21:291)。これは第10のファージが様々な植物病害に適用できる可能性を示した結果である。例えば、キサントモナス属細菌が原因となる、モモせん孔細菌病、ミカン潰瘍病及びブロッコリー黒腐病等の防除に有用であることが示唆され、産業利用上の価値も高いことが期待される。
(5)第10のファージのゲノム解析
 第10のファージについて、ゲノムDNA配列を決定し、解析した。
 (i)第10のファージのゲノムDNAの調製と配列決定
 TURBO DNA-freeTM kit(Thermo Fisher Scientific社)を用いて第10のファージのゲノムを抽出した。基本操作は、実施例1の「(5)第1のファージのゲノム解析 (i)第1のファージのゲノムDNAの調製と配列決定」に記載の方法に準じた。
 (ii)ゲノム配列情報に基づくバイオインフォマティクス解析
 前記(i)で得られた第10のファージのゲノム塩基配列(配列番号44)に基づいて、NCBI提供BLASTサーバー(同上)を用いて、類似DNA配列の検索と配列同一性の確認を実施した。検索の結果、Millerらの文献(Miller M. et al., Archives of Virology, 2020, 165:1481-1484)に記載の米国で分離されたファージ(名称:RiverRider;NCBIアクセスコード:NC_048703.1)が最も類縁スコアが高かった。配列番号44に対して全長の約80%の範囲にわたって約91%の配列同一性であり、ゲノム配列全長での配列同一性は80%以下(約73%相当)であった。この結果から、本実施例で単離された第10のファージが新規ゲノム配列を有するファージであることがわかった。
 一般に、ファージの宿主特異性や宿主範囲に係る特徴は、テイルファイバータンパク質の役割が大きいと考えられる(Nobrega F.L. et al., Nat. Rev. Microbiol., 2018, 16:760-773)。そこで、前記ファージのゲノム配列情報からテイルファイバー遺伝子を検索した。RASTサーバー(https://rast.nmpdr.org/)及びPHASTER(https://phaster.ca/)を利用して、第10のファージのゲノム配列中からテイルファイバー遺伝子と推定される配列番号43で示す塩基配列を特定した。本遺伝子配列について類似DNA配列の探索を行った結果、前述のファージRiverRiderのテイルファイバー遺伝子の配列が最も類縁スコアが高かった。この塩基配列の配列同一性は、配列番号43の塩基配列の前半(1~890番目:全長の約52%に相当)にわたって約77%であった。配列番号42のアミノ酸配列に関しても、最も類縁スコアが高かったのは、RiverRiderのテイルファイバータンパク質であった。アミノ酸配列の配列同一性は、全長の約52%にわたって約82%であった。このことから、第10のファージのテイルファイバータンパク質は、類縁度の高いタンパク質が存在しない新規なものであり、公知のファージと比較して本発明のファージで特に特徴的なタンパク質であることがわかった。
 ファージRiverRiderの宿主細菌について、上記文献では、Xanthomonas fragariaeに溶菌活性を示し、Xanthomonas arboricola及びXanthomonas campestrisには溶菌活性を示さなかったと記載されている。したがって、第10のファージとは宿主域が明確に異なり、このファージRiverRiderと本実施例で得られたファージの宿主域の大きな相違はテイルファイバー遺伝子の相違に起因することが示唆された。
 以上の結果から、第10のファージは、従来報告されていないキサントモナス属の新規宿主域を有し、その特徴は特に新規テイルファイバー遺伝子が担っていると推定された。
<実施例11:新規な第2のバクテリオファージの単離とその溶菌活性>
(目的)
 植物病害の病原細菌に対して溶菌活性を有する新規バクテリオファージを単離し、植物病原細菌に対するその溶菌活性について検証する。
(方法と結果)
(1)植物病原細菌の入手と培養
 本実施例では標的細菌となる植物病原細菌をキサントモナス属細菌とし、全ての菌株を農研機構(NARO)より入手した。本実施例では表4に記載した細菌に加えて、表14に記載した細菌を用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
 また、対照用として、シュードモナス属細菌であるPseudomonas fluorescensの菌株を英国微生物株保存機関UKNCC内の研究所NCIMBより入手した(NCIMB-ID:10460)。
 Xanthomonas属細菌及びPseudomonas fluorescensの培養は、実施例1の「(1)植物病原細菌の入手と培養」に記載の方法に準じた。
(2)ファージの単離及びその純化
 新規ファージは、日本国内で得た天然の汚水、又は土壌から単離した。単離方法、及び純化方法は、実施例1の「(2)第1のファージの単離及びその純化」に記載の方法に準じた。その結果、天然の汚水・土壌から新たなファージを2種類単離した。
 単離したファージは、SM Bufferに懸濁し、0.2μmフィルターを通したファージ含有液として回収した。このファージ含有液を上記条件で前記菌液と混合し、再度ファージを単離した。この手順を数回繰り返すことによってファージを純化した。
(3)ファージの増幅及び精製
 単離及び純化したファージを増幅し、精製するためにプレートライセート(PL)法を実施した。具体的な方法は、実施例1の「(3)第1のファージの増幅及び精製」に記載の方法に準じた。調製したファージ精製液の力価は、適宜希釈した溶液を用いたプラークアッセイ法によって求め、108 PFU/mL以上であることを確認した。
(4)ファージの宿主域評価
 ファージの宿主域をスポットテスト法にて評価した。基本操作は、実施例1の「(4)第1のファージの宿主域評価」に記載の方法に準じた。
 結果の一例を図14及び15に示す。ファージが溶菌活性を示す場合、プレート上に形成された菌のローンの中で、ファージ精製液を滴下したところのみ透明になる。本発明によって得られた2種のファージは、第2のファージと同様に表4に示したキサントモナス属細菌の全てに対して溶菌活性を示した(図14)。一方で、Pseudomonas fluorescensに対しては溶菌活性を示さなかった。これは、単離された2種のファージが第2のファージと類縁度が高い可能性を示唆している。さらに、実施例2で得られた第2のファージと本実施例で得られた2種のファージについて、Xanthomonas campestris pv. campestrisに対する溶菌活性を確認した。その結果、この菌株に対しても、3種のファージ全てが溶菌活性を示した(図15)。
 また、この結果から本実施例で得られたファージは、キサントモナス属細菌が原因となる、モモせん孔細菌病、イネ白葉枯病、ミカン潰瘍病、及びブロッコリー黒腐病等の防除に有用であることが示唆された。
(5)ファージのゲノム解析
 本実施例で得られたファージについて、ゲノムDNA配列を決定し、解析した。
 (i)ファージのゲノムDNAの調製と配列決定
 TURBO DNA-freeTM kit(Thermo Fisher Scientific社)を用いて2種のファージのゲノムを抽出した。基本操作は、実施例1の「(5)第1のファージのゲノム解析 (i)第1のファージのゲノムDNAの調製と配列決定」に記載の方法に準じた。
 (ii)ゲノム配列情報に基づくバイオインフォマティクス解析
 前記(i)で得られたファージのゲノム塩基配列(配列番号47及び48)に基づいて、GENETYX-NGSを用いて、第2のファージのゲノム塩基配列(配列番号13)に対する平均ヌクレオチド同一性(ANI)を解析した。解析の結果、配列番号13に対する平均ヌクレオチド同一性(ANI)は、配列番号47が98.90%、配列番号48が98.92%であった。このことから、本実施例で得られた2種のファージも実施例2で得られたファージとあわせて「第2のファージ」と称することとした。
 本実施例で単離されたファージと実施例2で単離されたファージの宿主特異性の同一性の原因を明らかにするため、両者のテイルファイバータンパク質の配列を比較した。
 まず、本実施例の2種のファージそれぞれのゲノム配列からテイルファイバー遺伝子を同定した。遺伝子の同定には、RASTサーバー(https://rast.nmpdr.org/)及びPHASTERサーバー(https://phaster.ca/)を利用した。その結果、テイルファイバー遺伝子の塩基配列として配列番号46で示す塩基配列が特定された。本実施例で単離された2種類のファージのテイルファイバー遺伝子の塩基配列は同一であった。
 さらに、配列番号46で示す塩基配列からなる遺伝子がコードするそのアミノ酸配列(配列番号45)と、実施例2で単離されたファージのテイルファイバー遺伝子がコードするアミノ酸配列(配列番号11)を比較した。その結果、第154位のアミノ酸の種類のみ異なっていた。具体的には、配列番号11における第154位のスレオニン(Thr)がアラニン(Ala)に変わっていた。
 実施例2で単離されたファージに対する最も類縁スコアが高かったファージXp12との関係では、その類縁タンパク質アミノ酸配列に対して、実施例2で単離されたファージと同様に第278位と第350位のアミノ酸の種類が異なることに加え、本実施例で得られたファージでは、上述の第154位のアミノ酸の種類も異なっていた。
 実施例2において上述した通り、ファージXp12が溶菌活性を示す菌種はXanthomonas oryzaeのみが知られていることから、第2のファージの有する広い宿主に対する溶菌活性は、テイルファイバータンパク質のアミノ酸配列における第278位と第350位のアミノ酸に違いに起因していることが示唆された。また、本実施例で得られた第2のファージのように追加で別の位置に異なるアミノ酸を有しているファージであっても、広い宿主域を有することが示唆された。
<実施例12:新規な第7のバクテリオファージの単離とその溶菌活性>
(目的)
 植物病害の病原細菌に対して溶菌活性を有する新規バクテリオファージを単離し、植物病原細菌に対するその溶菌活性について検証する。
(方法と結果)
(1)植物病原細菌の入手と培養
 本発明では標的細菌となる植物病原細菌をキサントモナス属細菌とし、全ての菌株を農研機構(NARO)より入手した。実施例7で用いた表10に示すキサントモナス属細菌の他に、本実施例で用いた細菌を、農研機構の寄託ナンバリング(MAFF No.)と併せて表15に記載する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
 対照用として、シュードモナス属細菌であるPseudomonas fluorescensの菌株を英国微生物株保存機関UKNCC内の研究所NCIMBより入手した(NCIMB-ID:10460)。
 キサントモナス属細菌及びPseudomonas fluorescensの培養は、実施例1の「(1)植物病原細菌の入手と培養」に記載の方法に準じた。
(2)ファージの単離及びその純化
 新規ファージは、日本国内で得た天然の汚水、又は土壌から単離した。単離方法、及び純化方法は、実施例1の「(2)第1のファージの単離及びその純化」に記載の方法に準じた。その結果、天然の汚水・土壌から新たなファージを1種類単離した。
 単離したファージは、SM Bufferに懸濁し、0.2μmフィルターを通したファージ含有液として回収した。このファージ含有液を上記条件で前記菌液と混合し、再度ファージを単離した。この手順を数回繰り返すことによってファージを純化した。
(3)ファージの増幅及び精製
 単離及び純化したファージを増幅し、精製するためにプレートライセート(PL)法を実施した。具体的な方法は、実施例1の「(3)第1のファージの増幅及び精製」に記載の方法に準じた。調製したファージ精製液の力価は、適宜希釈した溶液を用いたプラークアッセイ法によって求め、108 PFU/mL以上であることを確認した。
(4)ファージの宿主域評価
 得られたファージの宿主域をスポットテスト法にて評価した。基本操作は、実施例1の「(4)第1のファージの宿主域評価」に記載の方法に準じた。
 結果の一例を図16及び17に示した。ファージが溶菌活性を示す場合、プレート上に形成された菌のローンの中で、ファージ精製液を滴下したところのみ透明になる。本発明によって得られたファージは、表10に示したキサントモナス属細菌の全てに対して溶菌活性を示した(図16)。一方で、Pseudomonas fluorescensに対しては溶菌活性を示さなかった。これは、単離されたファージが、第7のファージと類縁度が高い可能性を示唆している。さらに、実施例7で得られた第7のファージ2種と本実施例で得られたファージについて、Xanthomonas campestris pv. vesicatoriaに対する溶菌活性を確認した。その結果、この菌株に対しても、3種のファージ全てが溶菌活性を示した(図17)。
 また、この結果から本実施例で得られたファージは、キサントモナス属細菌が原因となるモモせん孔細菌病、及びブロッコリー黒腐病の防除に有用であることが示唆された。
(5)第7のファージのゲノム解析
 本実施例で得られたファージについて、ゲノムDNA配列を決定し、解析した。
 (i)ファージのゲノムDNAの調製と配列決定
 TURBO DNA-freeTM kit(Thermo Fisher Scientific社)を用いてファージのゲノムを抽出した。基本操作は、実施例1の「(5)第1のファージのゲノム解析 (i)第1のファージのゲノムDNAの調製と配列決定」に記載の方法に準じた。
 (ii)ゲノム配列情報に基づくバイオインフォマティクス解析
 前記(i)で得られたファージのゲノム塩基配列(配列番号53)に基づいて、GENETYX-NGSを用いて、第7のファージのゲノム塩基配列(配列番号28及び29)に対する平均ヌクレオチド同一性(ANI)を解析した。その結果、配列番号53に示す塩基配列は配列番号28に示す塩基配列に対しては、75.06%の範囲にわたって、92.61%の配列同一性を有していた。一方、配列番号29に示す塩基配列に対しては、77.05%の範囲にわたって、92.19%の配列同一性を有していた。ゲノム配列の同一性が極めて高くはなかったことは予想外であった。
 本実施例で単離されたファージと実施例7で単離されたファージの宿主特異性の同一性の原因を明らかにするため、両者のテイルチューブタンパク質の配列を比較した。
 まず、本実施例のファージのゲノム配列からテイルチューブタンパク質をコードする遺伝子群を同定した。遺伝子の同定には、BRASTサーバー(https://rast.nmpdr.org/)及びPHASTERサーバー(https://phaster.ca/)を利用した。
 配列番号51は、本実施例で見出したファージのゲノム塩基配列(配列番号53)に含まれる、テイルチューブタンパク質A遺伝子の塩基配列を示し、配列番号49はテイルチューブタンパク質Aのアミノ酸配列を示す。一方、配列番号52はテイルチューブタンパク質B遺伝子の塩基配列を示し、配列番号50はテイルチューブタンパク質Bのアミノ酸配列を示す。
 さらに、これらテイルチューブタンパク質のアミノ酸配列(配列番号49及び50)と、実施例7で単離されたファージのテイルチューブタンパク質のアミノ酸配列(配列番号24及び58)を比較した。その結果、テイルチューブタンパク質Aのアミノ酸配列の配列同一性は96.58%であり、テイルチューブタンパク質Bのアミノ酸配列の配列同一性は97.60%であった。このことから、本実施例で得られたファージも実施例7で得られたファージとあわせて「第7のファージ」と称することとした。
 具体的には、テイルチューブタンパク質Aのアミノ酸配列に関し、配列番号49のアミノ酸配列では、配列番号24に示すアミノ酸配列から以下の7個のアミノ酸置換が見られた:第28位のグルタミン酸(Glu)のアスパラギン酸(Asp)への置換、第108位のセリン(Ser)のアスパラギン(Asn)への置換、第110位のグルタミン(Gln)のヒスチジン(His)への置換、第153位のグルタミン(Gln)のリシン(Lys)への置換、第157位のアスパラギン酸(Asp)のアスパラギン(Asn)への置換、第189位のチロシン(Tyr)のフェニルアラニン(Phe)への置換、第201位のバリン(Val)のチロシン(Tyr)への置換。
 一方、テイルチューブタンパク質Bのアミノ酸配列に関し、配列番号50のアミノ酸配列では、配列番号58に示すアミノ酸配列から以下の20個のアミノ酸置換が見られた:第25位のアラニン(Ala)のプロリン(Pro)への置換、第53位のアラニン(Ala)のセリン(Ser)への置換、第216位のアラニン(Ala)のプロリン(Pro)への置換、第221位のヒスチジン(His)のチロシン(Tyr)への置換、第272位のバリン(Val)の(Ile)への置換、第389位のアラニン(Ala)のグルタミン酸(Glu)への置換、第395位のセリン(Ser)のアラニン(Ala)への置換、第410位のバリン(Val)のイソロイシン(Ile)への置換、第425位のイソロイシン(Ile)のバリン(Val)への置換、第472位のグリシン(Gly)のアラニン(Ala)への置換、第607位のアラニン(Ala)のセリン(Ser)への置換、第623位のイソロイシン(Ile)のバリン(Val)への置換、第662位のアルギニン(Arg)のセリン(Ser)への置換、第670位のロイシン(Leu)のグルタミン(Gln)への置換、第699位のスレオニン(Thr)のアスパラギン(Asn)への置換、第707位のアスパラギン酸(Asp)のグリシン(Gly)への置換、第757位のセリン(Ser)のアラニン(Ala)への置換、第763位のグリシン(Gly)のセリン(Ser)への置換、第764位のセリン(Ser)のアスパラギン(Asn)への置換、第765位のメチオニン(Met)のバリン(Val)への置換。
 実施例7で単離されたファージのテイルチューブタンパク質のアミノ酸配列に対して最も類縁スコアが高かったファージΦXc10及びf20-Xajとの関係を調べた。その結果、テイルチューブタンパク質Aについては、配列番号24及び49は配列番号60に示すアミノ酸配列に属するのに対し、ΦXc10及びf20-Xajをはじめ、配列番号60に示すアミノ酸配列に属する公知のファージは存在しなかった。また、テイルチューブタンパク質Bについては、配列番号58及び50は配列番号61に示すアミノ酸配列に属するのに対し、ΦXc10及びf20-Xajをはじめ、配列番号61に示すアミノ酸配列に属する公知のファージは存在しなかった。
 実施例7において上述した通り、ファージΦXc10及びf20-Xaj等はXanthomonas arboricola pv. pruniなどに対して溶菌活性を示すファージではなかったことから、第7のファージに特有の溶菌活性は、テイルチューブタンパク質のアミノ酸配列における違いに起因していることが示唆された。また、本実施例で得られた第7のファージのように、テイルチューブタンパク質のアミノ酸配列に多少の違いがある場合であっても、その位置により同様の宿主域を有することが示唆された。
<実施例13:新規な第9のバクテリオファージの単離とその溶菌活性>
(目的)
 植物病害の病原細菌に対して溶菌活性を有する新規バクテリオファージを単離し、植物病原細菌に対するその溶菌活性について検証する。
(方法と結果)
(1)植物病原細菌の入手と培養
 本発明では標的細菌となる植物病原細菌をキサントモナス属細菌とし、全ての菌株を農研機構(NARO)より入手した。本実施例では表13に記載したキサントモナス属細菌を用いた。
 対照用として、植物成長促進作用等が報告される環境に有益なPseudomonas fluorescensの菌株を英国微生物株保存機関UKNCC内の研究所NCIMBより入手した(NCIMB-ID:10460)。
 各種キサントモナス属細菌及びPseudomonas fluorescensの培養は、実施例1の「(1)植物病原細菌の入手と培養」に記載の方法に準じた。
(2)ファージの単離及びその純化
 新規ファージは、日本国内で得た天然の汚水、土壌又は植物体(葉)から単離した。単離方法、及び純化方法は、実施例1の「(2)第1のファージの単離及びその純化」に記載の方法に準じた。その結果、天然の汚水・土壌、又は植物体を浸漬した水から新たなファージを1種単離した。
 単離したファージは、SM Bufferに懸濁し、0.2μmフィルターを通したファージ含有液として回収した。このファージ含有液を上記条件で前記菌液と混合し、再度ファージを単離した。この手順を数回繰り返すことによってファージを純化した。
(3)ファージの増幅及び精製
 単離及び純化したファージを増幅し、精製するためにプレートライセート(PL)法を実施した。具体的な方法は、実施例1の「(3)第1のファージの増幅及び精製」に記載の方法に準じた。調製したファージ精製液の力価は、適宜希釈した溶液を用いたプラークアッセイ法によって求め、108 PFU/mL以上であることを確認した。
(4)ファージの宿主域評価
 得られたファージの宿主域をスポットテスト法にて評価した。基本操作は、実施例1の「(4)第1のファージの宿主域評価」に記載の方法に準じた。
 結果の一例を図18に示した。ファージが溶菌活性を示す場合、プレート上に形成された菌のローンの中で、ファージ精製液を滴下したところのみ透明になる。本実施例で得られたファージは、実施例9で得られたファージと同様にXanthomonas arboricola、Xanthomonas citri及びXanthomonas campestrisの3種の菌種に属する菌株全てに対して溶菌活性を示した(図18)。また、異なる病原型の菌株に対しても溶菌活性を示すことが確認された。一方で、Pseudomonas fluorescensに対しては、溶菌活性を示さないことも確認された。これは、単離されたファージが、第9のファージと類縁度が高い可能性を示唆している。
 また、この結果から本実施例で得られたファージは、例えば、キサントモナス属細菌が原因となる、モモせん孔細菌病、ミカン潰瘍病及びブロッコリー黒腐病等の防除に有用であることが示唆された。
(5)ファージのゲノム解析
 得られたファージについて、ゲノムDNA配列を決定し、解析した。
 (i)ファージのゲノムDNAの調製と配列決定
 TURBO DNA-freeTM kit(Thermo Fisher Scientific社)を用いてファージのゲノムを抽出した。基本操作は、実施例1の「(5)第1のファージのゲノム解析 (i)第1のファージのゲノムDNAの調製と配列決定」に記載の方法に準じた。
 (ii)ゲノム配列情報に基づくバイオインフォマティクス解析
 前記(i)で得られたファージのゲノム塩基配列(配列番号56)に基づいて、GENETYX-NGSを用いて、第9のファージのゲノム塩基配列(配列番号41)に対する平均ヌクレオチド同一性(ANI)を解析した。その結果、配列番号56に示す塩基配列は配列番号41に示す塩基配列に対して、75.06%の範囲にわたって、92.61%の配列同一性を有していた。ゲノム配列の同一性が極めて高くはなかったことは予想外であった。
 本実施例で単離されたファージと実施例9で単離されたファージの宿主特異性の同一性の原因を明らかにするため、両者のテイルチューブタンパク質の配列を比較した。
 まず、本実施例のファージのゲノム配列からテイルチューブタンパク質をコードする遺伝子群を同定した。遺伝子の同定には、BRASTサーバー(https://rast.nmpdr.org/)及びPHASTERサーバー(https://phaster.ca/)を利用した。
 本実施例で見出したファージのゲノム塩基配列(配列番号56)に含まれる、テイルチューブタンパク質A遺伝子の塩基配列は実施例9で単離されたファージのテイルチューブタンパク質A遺伝子の塩基配列(配列番号39)は完全に同一であった。そのため、それを翻訳したテイルチューブタンパク質Aのアミノ酸配列は、実施例9で単離されたファージのテイルチューブタンパク質Aのアミノ酸配列(配列番号37)と同一であった。このことから、本実施例で得られたファージも実施例9で得られたファージとあわせて「第9のファージ」と称することとした。
 一方、配列番号55はテイルチューブタンパク質B遺伝子の塩基配列を示し、配列番号54はテイルチューブタンパク質Bのアミノ酸配列を示す。
 さらに、テイルチューブタンパク質Bのアミノ酸配列(配列番号54)と、実施例9で単離されたファージのテイルチューブタンパク質Bのアミノ酸配列(配列番号38)を比較した。テイルチューブタンパク質Bのアミノ酸配列の配列同一性は99.3%であった。具体的には、配列番号54に示すアミノ酸配列では、配列番号38に示すアミノ酸配列から以下の6個のアミノ酸置換が見られた:第61位のスレオニン(Thr)のアラニン(Ala)への置換、第108位のグルタミン(Gln)のリシン(Lys)への置換、第404位のプロリン(Pro)のグルタミン(Gln)への置換、第679位のプロリン(Pro)のセリン(Ser)への置換、第682位のスレオニン(Thr)のアラニン(Ala)への置換、及び第727位のイソロイシン(Ile)のバリン(Val)への置換。
 実施例9において上述した通り、実施例9で得られた第9のファージのテイルチューブタンパク質A及びBのアミノ酸配列に対して97%以上の配列同一性を有するファージは知られていなかった。また、第9のファージと類縁スコアが高かったファージXanthomonas phage Xaa_vB_phi31等は第9のファージの様な様々な種のXanthomonas属細菌に対して幅広く溶菌活性を示すことが知られていなかった。このことから、第9のファージの幅広い溶菌活性は、テイルチューブタンパク質のアミノ酸配列における違いに起因していることが示唆された。また、本実施例で得られた第9のファージのように、テイルチューブタンパク質のアミノ酸配列に多少の違いがある場合であっても、同様の宿主域を有することが示唆された。
<実施例14:得られたバクテリオファージの組合せの溶菌活性>
(目的)
 植物病害の病原細菌に対して、単独で使用した場合に溶菌活性を有することが示された新規バクテリオファージについて、それらを組合せて使用した際の植物病害に対する効果について検証する。
(方法)
(1)スポットテスト法
 実施例1の「(4)第1のファージの宿主域評価」に記載の方法に準じてスポットテストを実施した。本実施例では、試験した全てのファージについて溶菌活性か確認されている菌株であるXanthomonas arboricola pv. pruni(MAFF No. 311351)を使用した。
 滴下するファージ精製液としては、各実施例において調製されたファージ精製液を等量ずつ混合した混合溶液を使用した。混合溶液は、合計の力価が単独使用の場合と同等になるように適宜希釈を行って調製した。本実施例において使用したファージは以下の通りである。
 本実施例では、第1のファージとして配列番号8のゲノムDNA配列を有するファージを、第2のファージとして配列番号13のゲノムDNA配列を有するファージを、第3のファージとして配列番号14のゲノムDNA配列を有するファージを、第4のファージとして配列番号17のゲノムDNA配列を有するファージを、第5のファージとして配列番号18のゲノムDNA配列を有するファージを、第6のファージとして配列番号23のゲノムDNA配列を有するファージを、第7のファージとして配列番号28のゲノムDNA配列を有するファージを、第8のファージとして配列番号32のゲノムDNA配列を有するファージを、第9のファージとして配列番号41のゲノムDNA配列を有するファージを、第10のファージとして配列番号44のゲノムDNA配列を有するファージをそれぞれ使用した。
(結果)
 結果の一例を図19及び20に示した。ファージの組合せが溶菌活性を示す場合、プレート上に形成された細菌のローンの中で、ファージ精製液を滴下したところのみ透明になる。試験した2種類、5種類及び8種類のいずれの組合せを用いた場合であっても、各ファージを単独で使用した場合と少なくとも同様に溶菌活性を示す事がわかった(図19及び20)。
 以上の結果から、本発明のファージは単独で使用しても、組合せて使用しても有用であることが確認された。
<実施例15:モモせん孔細菌病の病害防除効果試験>
(目的)
 植物病害の病原細菌に対して溶菌活性を有する単離された新規バクテリオファージについて、植物に施用した際の植物病害に対する効果について検証する。
(方法)
(1)ファージ散布液の調製
 この試験で用いるファージ散布液は以下の手順で準備した。
 まずファージ増幅のための宿主細菌の菌体培養液を以下の手順で調製した。宿主としては試験した全てのファージにおいて溶菌活性が確認されている菌株であるXanthomonas arboricola pv. pruni(MAFF No. 311351)を使用した。この細菌の菌体をYPG Brothに接種し、25℃に設定したシェーカーで一晩インキュベートした。インキュベートの後にOD600(600nmの波長における濁度)を測定し、1.0程度となったものを菌体培養液として以下で使用した。
 調製された菌体培養液と、実施例1~13にて調製した、1種類のファージを含むファージ精製液(力価が10PFU/mL程度)とを等量混合した混合液を100倍量のYPG培養液に接種し、25℃に設定したシェーカーで8~12時間程度インキュベートして得られた培養液をファージ粗製液として回収した。回収された粗製液に対し、1/10量のクロロホルムを添加し、激しく撹拌した後で、×8,000g/20℃/5分の遠心処理を行い、上清を回収した。回収した上清を0.2μmのフィルターに通して、そのろ液をファージ精製液とした。
 1種類のファージを含むファージ散布液としては、ファージ精製液を、力価が約10PFU/mL程度となるよう滅菌水道水で希釈したものを使用した。
 複数種類のファージを含むファージ散布液としては、力価が同じオーダーになるよう調整した各々のファージ精製液を等量混合した液を、力価が約10PFU/mL程度となるよう滅菌水道水で希釈したものを使用した。第1のファージとして配列番号8のゲノムDNA配列を有するファージを、第2のファージとして配列番号13のゲノムDNA配列を有するファージを、第3のファージとして配列番号14のゲノムDNA配列を有するファージを、第4のファージとして配列番号17のゲノムDNA配列を有するファージを、第5のファージとして配列番号18のゲノムDNA配列を有するファージを、第6のファージとして配列番号23のゲノムDNA配列を有するファージを、第7のファージとして配列番号28のゲノムDNA配列を有するファージを、第8のファージとして配列番号32のゲノムDNA配列を有するファージをそれぞれ使用した。
(2)細菌散布液の調製
 この試験で植物の感染処置に用いる細菌散布液の調製には、(1)にて調製した菌体培養液を用いた。滅菌水道水で10,000倍程度に希釈した菌体培養液をYPG Agarプレートに塗布し、25℃に設定したインキュベータで1~3日程度インキュベートした。YPG Agarプレート上のコロニーを滅菌水道水で懸濁しつつ回収した菌体懸濁液を、最終的なOD600が0.5程度となるよう滅菌水道水で希釈して細菌散布液とした。
(3)植物検体
 市販のモモ苗木(品種:川中島、1年生)を温室にて生育し、100枚程度の葉が生えた状態に生育した苗木を評価用検体として使用した。
(4)ファージの施用と感染処置
 ファージ施用群では、各々の検体に対し、細菌感染処置の前後に2回ずつ2~3日の間隔を空けて2回、ファージ散布液を葉面散布した後、2~3日後に細菌散布液を葉面散布することで検体を細菌に感染させた。細菌に感染した検体は、感染処置の後約2日間にわたって、湿度を高く保ったビニールハウス内で静置した。その後、2~3日の間隔を空けて2回、再びファージ散布液を葉面散布した。無処理群では、ファージ精製液の代わりに滅菌水道水を用いるのみは上述と同様の手順で処理を行った。
(5)発病率の測定
 感染処置から1週間以上経過後、無処理群で一定の発病が確認された時点で、無処理群及び各ファージ散布群において発病率を調査した。
 モモせん孔細菌病の特徴である褐色斑点が葉面に発現した葉を発病した葉と判断し、全葉数に対する発病した葉の数の比率を発病率として算出した。ファージ施用群の相対発病率は、無処理群の発病率を100%とした場合の相対値として算出した。
(結果)
 結果を図21及び22に示す。無処理群の発病率は約36%であった。一方、無処理群の発病率を100%とした相対発病率は、1種類のファージを含むファージ散布液を施用した場合に平均で約50%となった。ファージを施用した場合は、最も高くても相対発病率は約61%であった(第6のファージを施用した群と第8のファージを施用した群)。一方、第7のファージを施用した群で相対発病率は最も低く、約24%であった。
 さらに、2種類以上のファージを含むファージ散布液を施用した場合には、1種類のファージを含むファージ散布液を施用した場合と比較して発病率はさらに低下した。ここでの無処理群の発病率は約15%であった。ファージを組合せて施用した場合は、最も高くても相対発病率は約41%であった(第2のファージ、第4のファージ、第6のファージ及び第8のファージの組合せ)。一方、第1のファージ~第2のファージを組合せた場合には、相対発病率は最も低く約34%であった。
 以上から、実際の植物に施用した場合であっても、本発明のファージは病害から植物を有効に防除できることがわかった。また、組合せて施用することによって、より高い効果が得られることがわかった。さらに、本発明のファージの病害防除効果は、無処理群において発病率が低い条件においても有効であることがわかった。
 一般的な抗生物質を含む化学農薬では、葉先の黄化等、葉に薬害が現れる例がある。しかしながら、ファージ施用群において、そのような葉に表れる薬害等、ファージに起因すると考えられる植物への目立った悪影響は見られなかった。このことから、本発明のファージの施用は、副作用が少なく、有効な病害防除手段であることがわかった。
<実施例16:ブロッコリー黒腐病の病害防除効果試験>
(目的)
 植物病害の病原細菌に対して溶菌活性を有する単離された新規バクテリオファージについて、植物に施用した際の植物病害に対する効果について検証する。
(方法)
(1)ファージ散布液の調製
 菌体として使用した細菌がXanthomonas campestris pv. campestris(MAFF No. 106765)であること、及び以下のファージを使用した以外は実施例15の記載に順じてファージ散布液を調製した。
 本実施例では、第1のファージとして配列番号7のゲノムDNA配列を有するファージ(図23中、Φ1)を、第2のファージとして、配列番号13のゲノムDNA配列を有するファージ(図23中、Φ2-1)及び配列番号47のゲノムDNA配列を有するファージ(図23中、Φ2-2)を、第7のファージとして配列番号28のゲノムDNA配列を有するファージ(図23中、Φ7-1)及び配列番号53のゲノムDNA配列を有するファージ(図23中、Φ7-2)を、第9のファージとして配列番号41のゲノムDNA配列を有するファージ(図23中、Φ9)を、第10のファージとして配列番号44のゲノムDNA配列を有するファージ(図23中、Φ10)をそれぞれ使用した。
(2)細菌散布液の調製
 菌体が上述の細菌であること以外は実施例15の記載に順じてファージ散布液を調製した。
(3)植物検体
 市販のブロッコリーの種を播種し、温室にて生育して、葉が5枚以上生えた苗を評価用検体として使用した。
(4)ファージの施用と感染処置
 実施例15の記載に順じて行った。
(5)発病率の測定
 感染処置から16日後に評価を行った以外は実施例15の記載に順じて行った。
(結果)
 結果を図23に示す。無処理群の発病率は約52%であった。一方、無処理群の発病率を100%とした相対発病率は、1種類のファージを含むファージ散布液を施用した場合に平均で約62%となった。ファージを施用した場合は、最も高くても相対発病率は約66%であった(第7のファージとして配列番号28のゲノムDNA配列を有するファージ(図23中、Φ7-1)を施用した群)。一方、第2のファージとして配列番号47のゲノムDNA配列を有するファージ(図23中、Φ2-2)を施用した群で相対発病率は最も低く、約56%であった。
 この結果から、第9のファージ及び第10のファージについて、実施例9及び10のそれぞれにおいて溶菌活性が確認されたXanthomonas campestris pv. campestrisに属する細菌株とは具体的な細菌株が異なっても溶菌活性を示すことが確認された。
 さらに、2種類以上のファージを含むファージ散布液を施用した場合には、相対発病率は平均で約53%とさらに低下した。相対発病率が最も高かったのは第9のファージ(図23中、Φ9)と第10のファージ(図23中、Φ10)を組合せた場合であり、約58%であった。一方、第1のファージ(図23中、Φ1)、2種類の第2のファージ(図23中、Φ2-1及びΦ2-2)及び第10のファージ(図23中、Φ10)の計4種類のファージを組合せた場合に相対発病率は最も低く、約47%であった。
 以上から、実際の植物に施用した場合であっても、植物自体の種類にはかかわらず、本発明のファージは病害から植物を有効に防除できることがわかった。また、本発明のファージを組合せて施用することによってより高い効果が得られることがわかった。
 ファージ施用群において、葉に薬害が見られる等、ファージに起因すると考えられる植物への目立った悪影響は見られなかった。このことから、本発明のファージの施用は、副作用が少なく、有効な病害防除手段であることがわかった。
<実施例17:トマト斑点細菌病の病害防除効果試験>
(目的)
 植物病害の病原細菌に対して溶菌活性を有する単離された新規バクテリオファージについて、植物に施用した際の植物病害に対する効果について検証する。
(方法)
(1)ファージ散布液の調製
 菌体として使用した細菌がXanthomonas campestris pv. vesicatoria(MAFF No. 301256)であること、及び以下のファージを使用した以外は実施例15の記載に順じてファージ散布液を調製した。
 本実施例では、第1のファージとして配列番号7のゲノムDNA配列を有するファージ(図24中、Φ1)を、第2のファージとして、配列番号13のゲノムDNA配列を有するファージ(図24中、Φ2-1)、配列番号47のゲノムDNA配列を有するファージ(図24中、Φ2-2)及び配列番号48のゲノムDNA配列を有するファージ(図24中、Φ2-3)を、第7のファージとして配列番号28のゲノムDNA配列を有するファージ(図24中、Φ7)を、第10のファージとして配列番号44のゲノムDNA配列を有するファージ(図24中、Φ10)をそれぞれ使用した。
(2)細菌散布液の調製
 菌体が上述の細菌であること以外は実施例15の記載に順じてファージ散布液を調製した。
(3)植物検体
 市販のトマトの種を播種し、温室にて生育して、葉が50枚以上生えた苗を評価用検体として使用した。
(4)ファージの施用と感染処置
 実施例15の記載に順じて行った。
(5)発病率の測定
 感染処置から16日後に評価を行った以外は実施例15の記載に順じて行った。
(結果)
 結果を図24に示す。無処理群の発病率は約25%であった。一方、無処理群の発病率を100%とした相対発病率は、1種類のファージを含むファージ散布液を施用した場合に平均で約60%となった。ファージを施用した場合は、最も高くても相対発病率は約66%であった(第2のファージとして配列番号47のゲノムDNA配列を有するファージ(図24中、Φ2-2)を施用した群)。一方、第7のファージ(図24中、Φ7)を施用した群で相対発病率は最も低く、約53%であった。
 この結果から、第7のファージ及び第10のファージについて、実施例12及び10のそれぞれにおいて溶菌活性が確認されたXanthomonas campestris pv. vesicatoriaに属する細菌株とは具体的な細菌株が異なっても溶菌活性を示すことが確認された。
 さらに、2種類以上のファージを含むファージ散布液を施用した場合には、相対発病率は平均で約49%とさらに低下した。相対発病率が最も高かったのは第2のファージとして配列番号48のゲノムDNA配列を有するファージ(図24中、Φ2-3)と第7のファージ(図24中、Φ7)を組合せた場合であり、約55%であった。一方、第1のファージ(図24中、Φ1)、2種類の第2のファージ(図24中、Φ2-1及びΦ2-2)及び第10のファージ(図24中、Φ10)の計4種類のファージを組合せた場合に相対発病率は最も低く、約43%であった。
 以上から、実際の植物に施用した場合であっても、植物自体の種類にはかかわらず、本発明のファージは病害から植物を有効に防除できることがわかった。また、本発明のファージを組合せて施用することによってより高い効果が得られることがわかった。
 ファージ施用群において、葉に薬害が見られる等、ファージに起因すると考えられる植物への目立った悪影響は見られなかった。このことから、本発明のファージの施用は、副作用が少なく、有効な病害防除手段であることがわかった。
 本明細書で引用した全ての刊行物、特許及び特許出願はそのまま引用により本明細書に組み入れられるものとする。

Claims (15)

  1.  以下の(a)~(c)のいずれか一で示すアミノ酸配列からなる遺伝子、及び以下の(d)~(f)のいずれか一で示すアミノ酸配列からなる遺伝子をゲノムDNA中に含むバクテリオファージからなる溶菌剤であって、前記遺伝子がそれぞれ標的細菌の認識活性を有するテイルチューブタンパク質Aをコードする遺伝子及びテイルチューブタンパク質Bをコードする遺伝子である、前記溶菌剤:
      (a)配列番号24、49又は60で示すアミノ酸配列、
      (b)配列番号24又は49で示すアミノ酸配列において1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列、
      (c)配列番号24又は49で示すアミノ酸配列と97%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列、
      (d)配列番号57、50又は61で示すアミノ酸配列、
      (e)配列番号57又は50で示すアミノ酸配列において1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列、又は
      (f)配列番号57又は50で示すアミノ酸配列と97%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列。
  2.  以下の(g)~(j)のいずれか一で示すアミノ酸配列からなり、標的細菌の認識活性を有するテイルファイバータンパク質をコードする遺伝子をゲノムDNA中に含むバクテリオファージからなる溶菌剤:
      (g)配列番号1、11、45、15及び42からなる群から選択されるいずれか一で示すアミノ酸配列、
      (h)配列番号1、11、15及び42からなる群から選択されるいずれか一で示すアミノ酸配列において1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列、
      (i)配列番号1、11、15及び42からなる群から選択されるいずれか一で示すアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列、又は
      (j)配列番号11で示すアミノ酸配列において278位及び350位以外の1個のアミノ酸が置換されたアミノ酸配列。
  3.  以下の(k)~(m)のいずれか一で示すアミノ酸配列からなる遺伝子、及び以下の(n)~(p)のいずれか一で示すアミノ酸配列からなる遺伝子をゲノムDNA中に含むバクテリオファージからなる溶菌剤であって、前記遺伝子がそれぞれ標的細菌の認識活性を有するテイルチューブタンパク質Aをコードする遺伝子及びテイルチューブタンパク質Bをコードする遺伝子である、前記溶菌剤:
      (k)配列番号37で示すアミノ酸配列、
      (l)配列番号37で示すアミノ酸配列において1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列、
      (m)配列番号37で示すアミノ酸配列と92%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列、
      (n)配列番号38、54又は59で示すアミノ酸配列、
      (o)配列番号38又は54で示すアミノ酸配列において1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列、又は
      (p)配列番号38又は54で示すアミノ酸配列と92%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列。
  4.  以下の(q)~(s)のいずれか一で示すアミノ酸配列からなるタンパク質をコードする遺伝子をゲノムDNA中に含むバクテリオファージからなる溶菌剤:
      (q)配列番号21で示すアミノ酸配列、
      (r)配列番号21で示すアミノ酸配列において1個又は複数個のアミノ酸が付加、欠失、及び/又は置換されたアミノ酸配列、又は
      (s)配列番号21で示すアミノ酸配列と90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列。
  5.  以下の(1’)~(3’)のいずれか一で示す塩基配列を含むゲノムDNA配列を有するバクテリオファージからなる溶菌剤:
      (1’)配列番号14、18、19及び32~36からなる群から選択されるいずれか一で示す塩基配列、
      (2’)配列番号14、18、19及び32~36からなる群から選択されるいずれか一で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、又は
      (3’)配列番号14、18、19及び32~36からなる群から選択されるいずれか一で示す塩基配列と90%以上の配列同一性を有する塩基配列。
  6.  前記ゲノムDNAの塩基配列が、以下の(4’)~(8’)のいずれか一で示す塩基配列からなる、請求項1に記載の溶菌剤:
      (4’)配列番号28、29又は53で示す塩基配列、
      (5’)配列番号28、29又は53で示す塩基配列において請求項2に記載の前記遺伝子以外の塩基配列に1個又は数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、
      (6’)配列番号28、29又は53で示す塩基配列において請求項2に記載の前記遺伝子以外の塩基配列が95%以上の配列同一性を有する塩基配列、
      (7’)配列番号28、29又は53で示す塩基配列において1個又は複数個の塩基が付加、欠失、及び/又は置換された塩基配列、又は
      (8’)配列番号28、29又は53で示す塩基配列において95%以上の配列同一性を有する塩基配列。
  7.  キサントモナス属細菌に対して溶菌活性を示す、請求項1~6のいずれか一項に記載の溶菌剤。
  8.  請求項1~7のいずれか一項に記載の溶菌剤を有効成分として一以上含む組成物。
  9.  請求項1~7のいずれか一項に記載の溶菌剤を有効成分として二以上含む組成物。
  10.  請求項8又は9に記載の組成物を含む植物病害防除組成物。
  11.  対象植物に請求項9又は10に記載の植物病害防除組成物を接触させる接触工程を含む植物病害防除方法。
  12.  キサントモナス属細菌の同定方法であって、
     植物病害に侵された植物組織から単離された被験細菌を培養し、培養物を得る培養工程、
     前記培養物と請求項1~7のいずれか一項に記載の溶菌剤を混合して混合物を得る混合工程、
     前記混合物を所定の条件下で培養する混合物培養工程、及び
     前記混合物培養工程後に被験細菌が溶菌していたときに前記被験細菌がキサントモナス属細菌であると判定する判定工程
    を含む前記方法。
  13.  前記混合物培養工程において、前記混合物が軟寒天含有液体培地をさらに含み、その混合物を固体培地上で培養する、請求項12に記載の方法。
  14.  前記培養工程において、前記培養物が軟寒天含有液体培地を含み、その培養物を固体培地上で培養する、請求項12に記載の方法。
  15.  前記培養工程前に植物病害に侵された植物組織から被験細菌を単離する単離工程をさらに含む、請求項12~14のいずれか一項に記載の方法。
PCT/JP2023/013611 2022-03-31 2023-03-31 キサントモナス属細菌溶菌性バクテリオファージ WO2023191072A1 (ja)

Applications Claiming Priority (32)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022-060909 2022-03-31
JP2022-060819 2022-03-31
JP2022-060143 2022-03-31
JP2022060819 2022-03-31
JP2022-060249 2022-03-31
JP2022060143 2022-03-31
JP2022-060441 2022-03-31
JP2022-060887 2022-03-31
JP2022-060822 2022-03-31
JP2022060887 2022-03-31
JP2022061075 2022-03-31
JP2022060822 2022-03-31
JP2022-059936 2022-03-31
JP2022-061075 2022-03-31
JP2022060909 2022-03-31
JP2022060249 2022-03-31
JP2022060441 2022-03-31
JP2022059936 2022-03-31
JP2022-156882 2022-09-29
JP2022156972 2022-09-29
JP2022157086 2022-09-29
JP2022-156972 2022-09-29
JP2022156882 2022-09-29
JP2022-157086 2022-09-29
JP2023041776 2023-03-16
JP2023-041827 2023-03-16
JP2023041699 2023-03-16
JP2023-041784 2023-03-16
JP2023041784 2023-03-16
JP2023-041699 2023-03-16
JP2023-041776 2023-03-16
JP2023041827 2023-03-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023191072A1 true WO2023191072A1 (ja) 2023-10-05

Family

ID=88202336

Family Applications (4)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/013613 WO2023191074A1 (ja) 2022-03-31 2023-03-31 キサントモナス属細菌溶菌性バクテリオファージ
PCT/JP2023/013612 WO2023191073A1 (ja) 2022-03-31 2023-03-31 キサントモナス属細菌溶菌性バクテリオファージ
PCT/JP2023/013610 WO2023191071A1 (ja) 2022-03-31 2023-03-31 キサントモナス属細菌溶菌性バクテリオファージ
PCT/JP2023/013611 WO2023191072A1 (ja) 2022-03-31 2023-03-31 キサントモナス属細菌溶菌性バクテリオファージ

Family Applications Before (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/013613 WO2023191074A1 (ja) 2022-03-31 2023-03-31 キサントモナス属細菌溶菌性バクテリオファージ
PCT/JP2023/013612 WO2023191073A1 (ja) 2022-03-31 2023-03-31 キサントモナス属細菌溶菌性バクテリオファージ
PCT/JP2023/013610 WO2023191071A1 (ja) 2022-03-31 2023-03-31 キサントモナス属細菌溶菌性バクテリオファージ

Country Status (1)

Country Link
WO (4) WO2023191074A1 (ja)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016032435A (ja) * 2014-07-30 2016-03-10 国立大学法人広島大学 バクテリオファージ、カンキツかいよう病菌の検出剤、カンキツかいよう病菌の検出方法、カンキツかいよう病の防除剤およびカンキツかいよう病の防除方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016032435A (ja) * 2014-07-30 2016-03-10 国立大学法人広島大学 バクテリオファージ、カンキツかいよう病菌の検出剤、カンキツかいよう病菌の検出方法、カンキツかいよう病の防除剤およびカンキツかいよう病の防除方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATABASE Nucleotide 16 September 2017 (2017-09-16), ANONYMOUS : "Xanthomonas phage phi Xc10, complete genome", XP093096155, retrieved from NCBI Database accession no. MF375456.1 *
NAKAYINGA RITAH, MAKUMI ANGELA, TUMUHAISE VENANSIO, TINZAARA WILLIAM: "Xanthomonas bacteriophages: a review of their biology and biocontrol applications in agriculture", BMC MICROBIOLOGY, vol. 21, no. 1, 1 December 2021 (2021-12-01), pages 291, XP093094454, DOI: 10.1186/s12866-021-02351-7 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023191071A1 (ja) 2023-10-05
WO2023191074A1 (ja) 2023-10-05
WO2023191073A1 (ja) 2023-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Boulé et al. Isolation and characterization of eight bacteriophages infecting Erwinia amylovora and their potential as biological control agents in British Columbia, Canada
Elhalag et al. Potential use of soilborne lytic Podoviridae phage as a biocontrol agent against Ralstonia solanacearum
JP6391579B2 (ja) 植物病害を治療及び防除する方法及び組成物
CA2616152C (en) Fungal isolates and biological control compositions for the control of weeds
CN103756975B (zh) 一种感染烟草的大豆花叶病毒的获得方法及其应用
Choudhary et al. Ralstonia solanacearum: A wide spread and global bacterial plant wilt pathogen
BR112020006366A2 (pt) uso de composições contendo streptomyces melanosporofaciens agl225 no controle de doenças vegetais
Munir et al. Bacillus subtilis L1-21 possible assessment of inhibitory mechanism against phytopathogens and colonization in different plant hosts
Wang et al. Colonization and movement of Xanthomonas fragariae in strawberry tissues
CN113151192A (zh) 一种可跨种裂解的黄单胞菌噬菌体和其组合物、试剂盒和应用
Holtappels et al. The potential of bacteriophages to control Xanthomonas campestris pv. campestris at different stages of disease development
Tontou et al. Isolation of bacterial endophytes from Actinidia chinensis and preliminary studies on their possible use as antagonists against Pseudomonas syringae pv. actinidiae
Ghaderi et al. Morphological and molecular characterization of Phytophthora species associated with root and crown rot of pomegranate in Iran
WO2021178496A1 (en) Boxwood endophyte burkholderia sp ssg as potential biocontrol agent against a wide range of pathogens
Bisztray et al. Grapevine pathogens spreading with propagating plant stock: Detection and methods for elimination
Maeda et al. Appearance of a new leaf rot disease on common ice plant
WO2023191072A1 (ja) キサントモナス属細菌溶菌性バクテリオファージ
Bovey et al. The viroses and virus-like diseases of the grapevine
Griffiths Forest diseases caused by prokaryotes: phytoplasmal and bacterial diseases.
KR102071706B1 (ko) 박테리오파지 pp2 및 카로신 d를 포함하는 채소 무름병 방제용 조성물 및 이의 용도
Naseem et al. First Report on Characterization of Citrus Disease Causing Bacteria and Related Phages Isolated in Pakistan.
Satta Studies on phytoplasma seed transmission in different biological systems
Barari et al. Study of genetic variations based on the morphological characteristics, within the population of Sclerotinia sclerotiorum from the major oilseed planting areas in Iran
Mullett et al. P seudomonas syringae pv. aesculi: foliar infection of A esculus species and temperature–growth relationships
Rombouts Management of the bacterial pathogens Xanthomonas campestris pv. campestris and Pseudomonas syringae pv. porri in cabbage and leek production using novel bacteriophages

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23781080

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1