植物ウイルスに対する新規防御応答遺伝子群の分子動態解析

• Project/Area Number: 14704009
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 植物保護
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: 鈴木 匡 国立大学法人横浜国立大学, 大学院・環境情報研究院, 助教授 (40282694)
• Project Period (FY): 2002 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥15,860,000 (Direct Cost: ¥12,200,000、Indirect Cost: ¥3,660,000); Fiscal Year 2004: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2003: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2002: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
• Keywords: ラッカセイわい化ウイルス / 2bタンパク質 / 病原性 / 復帰変異 / ササゲ / キュウリモザイクウイルス / サリチル酸 / リアソータント

Research Abstract

植物ウイルスに対する新規防御応答遺伝子群の候補として、シアン耐性呼吸酵素遺伝子(AOX)を介した経路があるが、この経路は、細胞質pH調節や炭素骨格の供給としても重要で、植物ウイルスのみならず、広く環境ストレスに対して応答していることが強く示唆される。AOXのみならず、植物ウイルスに対する防御応答、すなわち病徴や抵抗性といった表現型は植物の生育状態、温度、日照によっても複雑に変化し、強弱が出ることは古くから知られている。また、短いRNAを介したサイレンシングも関わっていると考えられる。従って、植物ウイルス防御機構の解明には、安定した再現性のある条件の確立と、明瞭な病微型として現れる応答系を見いだすことが重要と考えられる。一方、宿主遺伝子の動態解析には、ゲノム配列が既知であるシロイヌナズナの系が最も有効で、タバコやササゲの系では遺伝子の同定には時間がかかる。
今年度は、マメ科植物に感染するラッカセイわい化ウイルス(PSV)とその近縁であるトマトアスパーミィウイルス(TAV)を用い、サイレンシングプサレッサーであり、かつAOX経路の防御応答に関与すると報告されている2bタンパク質に置換変異を導入し、Nicotiana benthamianaに明瞭なえそを示す変異ウイルスを作出した。プロトプラストや植物体での実験から、えそは、導入したTAVの2bそのものによることを証明した。従って、2bは植物にえそを誘導する機能することが示された。
このえそ症状は、PSVとTAVの混合感染では認められず、TAVの2bと、PSVの因子の間には混合感染とは異なる何らかの相互作用があり、それが宿主のな防御応答反応を誘導したと推察され、ウイルスに対する防御応答、あるいは過敏感反応の遺伝子発現に関して有力な材料となることが期待された。現在、変異弛緩クローンのシロイヌナズナでの表現型、特にえそを生じるような変異株のスクリーニングを検討中である。

Research Products

• [Journal Article] ラッカセイわい化ウイルス(PSV)2bタンパク質のN末端領域と移行能の関係 (2005)
  • Author(s): 根津 修, 桑田 茂, 日比忠明, 平塚和之, 鈴木 匡
  • Journal Title: 日本植物病理学会報(講要)
• [Journal Article] トマトアスパーミィウイルス(TAV)2bタンパク質を挿入置換したラッカセイわい化ウイルス(PSV)変異株のNicotiana benthamianaにおける病原性 (2005)
  • Author(s): 根津 修, 増田 税, 桑田 茂, 日比忠明, 平塚和之, 鈴木 匡
  • Journal Title: 日本植物病理学会報(講要)
• [Journal Article] Crucifer-infecting tobamovirus由来IRES活性の組織特異性について (2005)
  • Author(s): 松尾直子, 小倉里江子, 鈴木 匡, 平塚和之
  • Journal Title: 日本植物病理学会報(講要)
• [Journal Article] Different effects of four salts and pHs on protoplast cultures of a mangrove, Bruguiea sexangula suspension cells, Populus alba leaves and tabacco BY-2 cells. (2004)
  • Author(s): Fukumoto, T., Nakamura, T., Suzuki, M., Ogita, S., Mimura, T., Sasamoto, H.
  • Journal Title: Plant Biotechnology 21・3 Pages: 177-182
• [Journal Article] A Single Amino Acid Residue of the Protein Encoded by ORF 1 in the Potato virus X Genome Determines the Symptoms in Nicotiana Plants.
  • Author(s): Kagiwada, S., Yamaji, Y., Komatsu, K., Takahashi, S., Mori, T., Hirata, H., Suzuki, M., Ugaki, M., Namba, S.
  • Journal Title: Virus Research (in press)
• [Journal Article] Phylogenetic characteristics, genomic heterogeneity and symptomatic variation of five closely related Japanese strains of Potato virus X.
  • Author(s): Komatsu, K., Kagiwada, S., Takahashi, S., Mori, T., Yamaji, T,.Hirota, H., Suzuki, M., Ugaki, M., Namba, S.
  • Journal Title: Virus Genes (in press)
• [Book] A Handbook of Plant Virology (2004)
  • Author(s): Masuta, C., Suzuki, M., et al.
  • Publisher: The Haworth Press, Inc.(in press)
• [Publications] Suzuki, M., Yoshida, M., Yoshinuma, T., Hibi, T.: "Interaction of replicase components between Cucumber mosaic virus and Peanut stunt virus"Journal of General Virology. 84・7. 1931-1939 (2003)
• [Publications] 鈴木 匡: "キュウリモザイクウイルスの多様性と組換え -ゲノムの組換えは宿主範囲の広さと関係があるのか?-"化学と生物. 41・11. 706-708 (2003)
• [Publications] 根津 修, 吉田めぐみ, 日比忠明, 桑田 茂, 鈴木 匡: "ラッカセイわい化ウイルス(PSV)2bタンパク質のタバコとササゲにおける機能"日本植物病理学会報(講要). (予定). (2004)
• [Publications] 根津 修, 吉田めぐみ, 日比忠明, 桑田 茂, 鈴木 匡: "ラッカセイわい化ウイルス(PSV)2bタンパク質欠失クローンからの復帰変異株の解析"日本植物病理学会報(講要). (予定). (2004)
• [Publications] Suzuki, M., Hibi, T., Masuta, C.: "RNA recombination between cucumoviruses : possible role of predicted stem-loop structures and an internal subgenomic promoter-like motif"Virology. 306. 77-86 (2003)