オリーブ畑やブドウ畑を荒廃させている細菌について

欧州連合（EU）が指定する植物害虫の優先対策対象トップ20の一つであるキシレラ・ファスティディオサは、様々な植物病を引き起こす細菌である。 

この細菌は、致死的なオリーブ急速衰退症候群（OQDS）を引き起こし、過去15年間にわたり欧州で広範囲に蔓延しており、その経済的影響は年間55億ユーロ以上に上ると推定されている。

ヨーロッパおよび世界におけるこの細菌の起源

Xylella fastidiosa は、Xylella 属で知られている 2 種のうちの 1 つです。もう 1 つは、台湾島のアジアナシにナシ葉焼け病を引き起こす Xylella taiwanensis です。

X. fas-tidiosa は、植物の水分輸送組織（木部）で増殖する好気性グラム陰性菌であり、世界中で数多くの植物病を引き起こすことが知られています。 

この細菌は、木部を介して植物内を自由に移動し、その過程で絶えず増殖します。 

その数が臨界レベルに達すると、その結果生じるバイオフィルムが木部を塞ぎ、水ストレスや亜鉛や鉄などの元素の欠乏を引き起こし、この病原菌に関連する病気の多くの症状を引き起こします。

このような病気に関する最初の報告は、1892年に未知の疫病がカリフォルニアのブドウ園約 14,000 ヘクタール（34,600 エーカー）を壊滅させたときにありました。 

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この「アナハイム病」は、後に、この発生を調査するために招かれた細菌学者ニュートン・ピアースにちなんで、ピアース病と命名された。 

ピアースは、特定の病原体を分離・同定することはできなかったものの、この病気を引き起こしているのは顕微鏡レベルの感染因子であると正しく推測した。

20 世紀の大半においてウイルスであると考えられていたが、X. Fastidiosa が細菌であると認識されたのは 1973 年になってからのことでした。この細菌が正式に記述され、Wells らによって Xylella fastidiosa と命名されたのは 1987 年になってからのことでした。 

それ以来、88の植物科に属する696種の植物が、この病原体の適切な宿主として特定されている。

Xylella が原因とされる病気の中には、農業および経済的に非常に重要なものがいくつかあります。 これらには、前述のピアース病（現在、カリフォルニアのワイン産業に年間 1 億 400 万ドル（9,200 万ユーロ）の損失をもたらしていると推定される）、オリーブ葉焼け病、および OQDS が含まれます。

OQDS は、オリーブの葉、小枝、枝の萎凋や乾燥を引き起こし、樹木の結実を妨げ、最終的には樹木の衰弱や枯死につながります。

最悪の予測モデルによると、2070 年までにイタリアだけで最大 56 億ユーロの経済損失が発生するとされており、同国での発生により、すでに 10 万人の雇用が失われたと推定されています。

その破壊的な影響と、新しい環境や宿主に急速に適応する能力のため、Xylella fastidiosa は EU において検疫対象生物として規制されています。 EU 域内への持ち込みおよび域内での移動は、法律で禁止されています。

キシレラの拡散方法と現在の生息地

中米原産の Xylella fastidiosa は、キクガシラ科（ヨコバイ）およびツユムシ科（ツユムシおよびアザミウマ）の、木部を吸汁する昆虫によって宿主植物間で伝播します。 

これらの昆虫は、短距離（約 100 メートル）の飛行しかできませんが、風に乗ってはるかに長い距離を移動した例も記録されています。また、根の接ぎ木を介して地下で細菌が伝播することも確認されています。

長距離の拡散は、感染した植物の移動によって最も頻繁に発生します。この病原体がイタリアやその他のヨーロッパ諸国に持ち込まれたのは、この経路によるものと考えられています。

2013年10月、イタリア南部のプーリア地方で、オリーブの木がキシレラ・ファスティディオサに感染していることが確認された。 

これは、欧州連合（EU）域内で同菌が報告された初めての事例であった。この病気によりオリーブ園の収穫量は急速に減少し、2015年4月までに、レッチェ県全域およびプーリア州の他の地域にも影響が及んでいた。

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イタリアで確認された亜種は、X. fastidiosa subsp. pauca と特定されており、この株はオリーブの木と温暖な気候を著しく好む。 この亜種は、その壊滅的な潜在能力から、その後、米国の「農業バイオテロ対策法」の対象リストに追加されました。

イタリアでの発生を受けて、欧州食品安全機関（EFSA）は 2015 年 11 月に臨時科学ワークショップを開催しました。 

世界中から 100 人以上の科学者がこのイベントに参加し、この病原体に関する主要な知識のギャップを特定し、研究の優先順位について議論しました。 

同月、EFSA はプーリア州で進行中の実験から、この地域のブドウの木がキシレラ菌の潜在的な保菌源である可能性があると結論付けました。

2015年10月までに、この病原体はフランス本土のプロヴァンス＝アルプ＝コート・ダジュール地方にまで到達し、そこで亜種 X. fastidiosa subsp. multiplex が、南アフリカから導入された植物種であるマートルリーフ・ミルクワートに感染していることが判明しました。 

翌年、この細菌はコルシカ島とドイツでも確認された。2017年には、スペインのマヨルカ島とイビサ島で検出され、その後、スペイン本土でも検出された。

それ以来、キシレラ菌はイベリア半島全域のオリーブの木やその他の宿主植物、さらには中東のレバノンやイスラエルでも確認されている。

キシレラの拡散における気候変動の役割

多くの研究により、気候変動が植物病害の発生リスクを高め、その主な要因は気温と湿度の変化であることが示されています。

地球の気温が上昇するにつれて、多くの病原体の地理的分布範囲が拡大し、以前は温暖な気候に限定されていた病気が、新たな地域や植物種にも蔓延するようになっています。 

一般的に、気温の上昇は、特に湿度の上昇と相まって、真菌や細菌の増殖と拡散を助長します。 

さらに、最低気温の上昇は、生物の季節的な活動期間を延長し、冬を生き延び、環境中に存続する能力を高めます。これは病原体だけでなく、その媒介生物にも当てはまります。

気温の上昇は、多くの病原体に有利に働くだけでなく、熱ストレスや水ストレスなどのプロセスを通じて植物の自然な防御機構を弱め、 その結果、植物は感染に対してより脆弱になり、より大きな被害を受け、死亡率が高まる可能性が高まる。

特にキシレラ・ファスティディオサに関しては、最近の気候気候変動に起因する疫学モデルでは、病原体とその 主要な媒介生物であるPhilaenus spumarius（別名：メドウ・フロッグホッパーまたはメドウ・スピットルバグ）が好む気候条件を評価することで、様々な気候変動シナリオ下における欧州の土地のこの病気に対する脆弱性を分析した。この昆虫は、以前、イタリアのオリーブ園においてこの細菌を拡散させる媒介生物として特定されていた。

この研究によると、地球の平均気温が 1.5°C 上昇すると、ヨーロッパでリスクにさらされる総陸地面積の割合は 0.32% に増加し、4°C 上昇するとその面積は 1.87% に増加することが明らかになった。 

分析対象とした気温上昇の範囲内において、3°Cの上昇が転換点であることが特定された。 この閾値を超えると、地中海地域の北側への病原菌の拡散リスクが著しく高まり、これまで影響を受けていなかった地域にも急速に拡散する可能性があることが、研究者らによって明らかになった。

また著者らは、1990年代半ば以前は、地中海の島々を除くヨーロッパの気候条件が、この細菌が大陸に定着するのを妨げていた可能性が高いと主張している。

Xylella fastidiosa の防除への取り組み

感染した植物に対する治療法は知られていないため、現在の防除対策は予防と封じ込めに重点が置かれている。 

一般的に用いられている最も効果的な戦略は、細菌の保菌源となり得る感染植物の徹底的な除去と、媒介昆虫の個体数管理の両方を必要とする。

EFSAは、感染が確認された植物の完全な除去に加え、少なくとも100メートルの「緩衝地帯」を設け、その範囲内のすべての感受性植物種も除去・破壊することを推奨している。

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この病原体の猛威を振るう性質のため、専門家はこの過程において、すべての有機物を除去・搬送する際に防護措置を講じることを推奨している。

媒介昆虫の防除プロセスも同様に複雑であり、生物そのものを駆除するだけでなく、その生息地も排除する必要があります。 

これは、こうした昆虫が多食性であり、多段階の生活環を持つため、必要な措置です。例えば、Philaenus spumarius は、少なくとも 170 種の宿主植物を餌とし、孵化後は 5 つの段階を経て成長することが知られています。

Xylella fastidiosa に対する治療と研究

収穫方法の変更、 殺菌処理、および宿主の生理状態を改善するための介入を組み合わせることで、病気の進行に効果があり、収穫を再開できるほどまで回復させることも可能であることが示唆されています。 しかし、これまでのところ、感染した植物からこの病原体を根絶することに成功した例はない。

しかし、これまでのところ、感染した植物から病原菌を根絶することに成功した例はありません。治療法の研究は、特に EU 域内において、キシレラの検疫指定によって著しく制限されています。その他の EU の規制としては、植物保護のための抗生物質の使用禁止などがあります。 そのため、研究分野は地域によって異なります。

植物への抗生物質の使用が認可されている米国では、オキシテトラサイクリン、 テトラサイクリン、ストレプトマイシンなどの抗生物質を用いたピアース病の葉面散布試験や、アメリカニレのキシレラ菌による葉焼けの治療におけるオキシテトラサイクリンのマイクロインジェクションに関する情報が利用可能です。 

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こうした試験では症状の寛解が実証されたものの、感染を根絶することに成功した例はなく、治療を中止すると症状が再発した。

欧州における主要な取り組みの一つが、Biovexo プロジェクトです。これは、欧州連合（EU）の研究・イノベーションプログラム「ホライズン 2020」の下で 2020 年に開始された、バイオベース産業共同事業（BBI-JU）のイノベーション・アクションです。

特にオリーブ栽培におけるキシレラ菌対策を目指し、BIOVEXOは環境に優しい2つの主要な種類の生物農薬を開発している。 病原体を直接標的とする「X-バイオ農薬」と、病原体の主要な媒介者であるアブラムシを標的とする「V-バイオ農薬」である。 

現在試験中の成分には、細菌株、微生物代謝産物、植物抽出物、および昆虫病原性真菌が含まれる。

ブラジルでの最近の研究では、新しいアプローチとして、N-アセチルシステインが用いられています。これは、パラセタモールの過剰摂取の治療や、肺炎や気管支炎などの疾患における粘稠な粘液をほぐすために使用される一般的な去痰薬です。 

そのメカニズムはまだ完全には解明されていませんが、初期の結果では、水耕栽培や畑作の作物に灌漑によって投与した場合、この薬剤が細菌のバイオフィルムを破壊するのに有効であることが示されています。

バイオフィルムは、抗菌剤による治療から細菌を保護し、最終的には細菌の耐性につながる役割を果たしていることを考えると、 この研究分野は今後ますます重要になる可能性がある。なぜなら、保護的なバイオフィルムマトリックスを分解することで、キシレラ菌を直接標的とする治療の効果を大幅に高めることができるからである。

この研究が示唆するように、宿主全体にわたって病原体を正確かつ体系的に死滅させる手段が見つかるまでは、 感染した植物の検疫および廃棄は、おそらく今後も最も効果的な防除法であり続けるだろう。

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