非宿主抵抗性因子の単細胞系スクリーニングを用いた新規植物ウイルス抵抗性戦略の構築

• Project/Area Number: 11J06256
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Plant pathology
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 前島 健作 東京大学, 大学院農学生命科学研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2011 – 2013
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000); Fiscal Year 2013: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2012: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2011: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
• Keywords: 非宿主抵抗性

Research Abstract

植物ウイルスは化学農薬による防除が不可能なため、近縁の品種や野生種との交配による抵抗性育種が主要な防除手段である。しかし、交配による育種は開発期間が長期にわたる上に、利用できる遺伝的リソースが交配可能な種に限られているため、ウイルスの素早く多様な変異に対応することができず、たびたび打破されてしまう。こうした状況の下、より強力で持続性のある新規ウイルス抵抗性戦略が希求されている。本研究では、非宿主植物からウイルスの複製を強力に抑制する「非宿主抵抗性因子」を単離することにより、全く新しい形の植物ウイルスの高度防除戦略を構築することを目的とする。
本年度は、昨年度同定した、植物ウイルスに対する非宿主抵抗性因子を実際に宿主であるナス科植物に導入し、「非宿主化」することを目指した。まず、非宿主抵抗性因子をバイナリベクター中の35Sプロモーター下流に組み込んだ。続いて、アグロバクテリウムに形質転換し、ナス科植物の葉と共培養し、除菌後に組織培養をおこない、カルス化、再分化を経て再生植物個体を得た。実際に非宿主抵抗性因子を発現していることを確認後、この植物にGFP発現ウイルスを接種した。その結果、ウイルス増殖の指標であるGFP蛍光が全く観察されず、ウイルス増殖が強く抑制されていることが示唆された。このことから、実際にナス科植物が非宿主化されていることが示された。
また、その他に複数の植物ウイルスについて塩基配列やタンパク質発現様式等の基礎的な性状を解析するとともに、感染性クローンの構築をおこなった。それらウイルスは、上記のような非宿主抵抗性の解析をおこなうためのツールとして利用できるが、海外においてもほとんど解析が進んでいないため、今後も充分に性状を明らかにする必要があると考えられた。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Research Products

• [Journal Article] Efficient foreign gene expression in planta using a plantago asiatica mosaic virus-based vector achieved by the strong RNA-silencing suppressor activity of TGBp1. (2014)
  • Author(s): Minato N., Komatsu K., Okano Y., Maejima K., Ozeki J., Senshu H., Takahashi S., Yamaji Y., Namba S.
  • Journal Title: Archives of Virology Volume: (印刷中) Issue: 5 Pages: 885-896
  • DOI: 10.1007/s00705-013-1860-y
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of an on-site plum pox virus detection kit based on immunochromatography. (2014)
  • Author(s): Maejima K., Himeno M., Netsu O., Ishikawa K., Yoshida T., Fujita N., Hashimoto M., Komatsu K., Yamaji Y., Namba S.
  • Journal Title: Journal of General Plant Pathology Volume: 80 Issue: 2 Pages: 176-183
  • DOI: 10.1007/s10327-014-0504-8
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Construction of an infectious cDNA clone of radish mosaic virus, a crucifer-infecting comovirus. (2013)
  • Author(s): 小松 健
  • Journal Title: Archives of Virology Volume: (印刷中) Issue: 7 Pages: 1579-1582
  • DOI: 10.1007/s00705-013-1635-5
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] First report of tomato chlorotic dwarf viroid isolated from symptomless petunia plants (Petunia spp.) in Japan. (2013)
  • Author(s): 白石 拓也
  • Journal Title: Journal of General Plnat Pathology Volume: (印刷中) Issue: 3 Pages: 214-216
  • DOI: 10.1007/s10327-013-0444-8
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fig mosaic emaravirus p4 protein is involved in cell-to-cell movement. (2013)
  • Author(s): 石川 一也
  • Journal Title: Journal of General Virology Volume: 94 Issue: 3 Pages: 682-686
  • DOI: 10.1099/vir.0.047860-0
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Identification of three MAPKKKs forming a linear signaling pathway leading to programmed cell death in Nicotiana benthamiana. (2012)
  • Author(s): 橋本 将典
  • Journal Title: BMC Plant Biology Volume: 12 Issue: 1 Pages: 103-103
  • DOI: 10.1186/1471-2229-12-103
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Identification and characterization of two novel genomic RNA segments of fig mosaic virus, RNA5 and RNA6 (2012)
  • Author(s): Ishikawa K., Maejima K,, Komatsu K., Kitazawa Y., Hashimoto M., Takata D., Yamaji Y., Namba S.
  • Journal Title: Journal of General Virology Volume: 93 Issue: 7 Pages: 1612-1619
  • DOI: 10.1099/vir.0.042663-0
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Infection of capilloviruses requires subgenomic RNAs whose transcription is controlled by promoter-like sequences conserved among flexiviruses (2012)
  • Author(s): Komatsu K., Hirata H., Fukagawa T., Yamaji Y., Okano Y., Ishikawa K., Adachi T., Maejima K., Hashimoto M., Namba S.
  • Journal Title: Virus Research Volume: (印刷中) Issue: 1 Pages: 8-15
  • DOI: 10.1016/j.virusres.2012.02.019
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Lectin-mediated resistance impairs plant virus infection at the cellular level (2012)
  • Author(s): Yamaji Y., Maejima K., Komatsu K., Shiraishi T., Okano Y., Himeno M., Sugawara K., Neriya Y., Minato N., Miura C., Hashimoto M., Namba S.
  • Journal Title: Plant Cell Volume: 24 Issue: 2 Pages: 778-793
  • DOI: 10.1105/tpc.111.093658
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] First report of fig mosaic virus infecting common fig (Ficus carica) in Japan (2012)
  • Author(s): Ishikawa K., Maejima K., Nagashima S., Sawamura N., Takinami Y., Komatsu K., Hashimoto M., Yamaji Y., Yamamoto J., Namba S.
  • Journal Title: Journal of General Plant Pathology Volume: 78 Issue: 2 Pages: 136-139
  • DOI: 10.1007/s10327-012-0359-9
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cloning, expression analysis and sequence diversity of genes encoding two different immunodominant membrane proteins in poinsettia branch-inducing phytoplasma (PoiBI) (2011)
  • Author(s): Neriya Y., Sugawara K., Maejima K., Hashimoto M., Komatsu K., Minato N., Miura C., Kakizawa S., Yamaji Y., Oshima K., Namba S.
  • Journal Title: FEMS Microbiology Letters Volume: 324 Issue: 1 Pages: 38-47
  • DOI: 10.1111/j.1574-6968.2011.02384.x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] First report of Helleborus net necrosis virus isolated from hellebores with black death syndrome in Japan (2011)
  • Author(s): Shiraishi T., Hoshi H., Eimori K., Kawanishi T., Komatsu K., Hashimoto M., Maejima K., Yamaji Y., Namba S.
  • Journal Title: Journal of General Plant Pathology Volume: 77 Issue: 4 Pages: 269-272
  • DOI: 10.1007/s10327-011-0321-2
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] New detection systems of bacteria using highly selective media designed by SMART : Selective Medium-Design Algorithm Restricted by Two constraints (2011)
  • Author(s): Kawanishi T., Shiraishi T., Okano Y., Sugawara K., Hashimoto M., Maejima K., Komatsu K., Kakizawa S., Yamaji Y., Hamamoto H., Oshima K., Namba S.
  • Journal Title: PLoS ONE Volume: 6(1) Issue: 1 Pages: e16512-e16512
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0016512
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A necrosis-inducing elicitor domain encoded by both symptomatic and asymptomatic Plantago asiatica mosaic virus isolates, whose expression is modulated by virus replication (2011)
  • Author(s): Komatsu K., Hashimoto M., Maejima K., Shiraishi T., Neriya Y., Miura C., Minato N., Okano Y., Sugawara K., Yamaji Y., Namba S.
  • Journal Title: Molecular Plant-Microbe Interactions Volume: 24 Issue: 4 Pages: 408-420
  • DOI: 10.1094/mpmi-12-10-0279
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molecular epidemiology of plum pox virus in Japan (2011)
  • Author(s): Maejima K., Himeno M., Komatsu K., Takinami Y., Hashimoto M., Takahashi S., Yamaji Y., Oshima K., Namba S.
  • Journal Title: Phytopathology Volume: 101 Issue: 5 Pages: 408-420
  • DOI: 10.1094/phyto-10-10-0280
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ウメ輪紋ウイルス(plum pox virus, PPV)関東分離株の他のポティウイルスとの遺伝学的比較解析 (2012)
  • Author(s): 前島健作・石川一也・滝波祐輔・桂馬拓也・姫野未紗子・小松健・山次康幸・難波成任
  • Organizer: 平成24年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場(福岡県)
  • Year and Date: 2012-03-28
• [Presentation] Emergence of plum pox disease in Japan : a pandemic aphid-borne virus disease of stone fruits (2012)
  • Author(s): Kensaku Maejima, Shigetou Namba
  • Organizer: 2nd Circular for the 2nd Korea-Japan Joint Symposium
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場(福岡県)
  • Year and Date: 2012-03-27
• [Presentation] Molecular epidemiological study of plum pox virus in Japan based on complete genome sequences (2011)
  • Author(s): Kensaku Maejima, Yusuke Takinami, Kazuya Ishikawa, Misako Himeno, Tatsushi Adachi, Ryo Iwai, Chihiro Miura, Nami Minato, Shigetou Namba
  • Organizer: International Union of Microbiological Societies 2011 Congress
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター(北海道)
  • Year and Date: 2011-09-15