レクチン遺伝子プールを利用した広域ウイルス抵抗性植物開発の新戦略

• Project/Area Number: 15J11177
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Applied molecular and cellular biology
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 吉田 哲也 東京大学, 農学生命科学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2015-04-24 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2017: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2016: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2015: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: 植物ウイルス / 抵抗性遺伝子

Outline of Annual Research Achievements

昨年度行ったNicotiana benthamianaの展開葉における免疫沈降実験により、レクチン型抵抗性遺伝子JAX1が野生型potato virus X（PVX）株の複製酵素（RdRp）と相互作用すること、抵抗性打破PVX株のRdRpとは相互作用しないことを明らかにした。この結果は、JAX1の標的がウイルスのRdRpであることを示唆していた。そこで今年度は、JAX1抵抗性の分子機構の解明に焦点を絞りさらなる解析を行った。
脱液胞化タバコBY-2プロトプラスト抽出液（BYL）を用いたJAX1抵抗性機構の生化学的な解析を試みた。BYLにPVXのRNAおよび翻訳や複製の基質を加え反応させたところ、RdRpの翻訳およびウイルスRNAの複製を確認した。BYLにJAX1のRNAを加え翻訳させた後に同様の解析を行ったところ、PVXのRdRpの翻訳は阻害されなかったがウイルスRNAの複製は阻害された。PVXのRNA添加後、様々なタイミングでJAX1を添加したところ、JAX1を早期に添加するほど高効率に複製が阻害された。また、膜画分を除いたBYL（mdBYL）にPVXのRNAを加え反応させると、RdRpを含む約1,000 kDaの巨大な複合体が検出された。JAX1存在下において、野生型PVX株および抵抗性打破PVX株のRNAを用いて同様の解析を行ったところ、野生型PVXのRdRpの巨大複合体にはJAX1が検出されるが、抵抗性打破株のRdRpの当該複合体にはJAX1が検出されないことが明らかとなった。
以上から、JAX1はポテックスウイルスRdRpの巨大複合体にターゲティングし、複製を阻害することで抵抗性を発揮することが明らかとなった。これにより、レクチンによる植物ウイルス抵抗性の分子機構を初めて解明することができた。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Complete genome sequence of the first isolate of hibiscus latent Singapore virus detected in Japan (2018)
  • Author(s): Yoshida T., Kitazawa Y., Neriya Y., Hosoe N., Fujimoto Y., Hagiwara-Komoda Y., Maejima K., Yamaji Y., Namba S.
  • Journal Title: Genome Announcements Volume: 6 Issue: 7
  • DOI: 10.1128/genomea.00054-18
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Phytoplasma-conserved phyllogen proteins induce phyllody across the Plantae by degrading floral MADS domain proteins (2017)
  • Author(s): Kitazawa Yugo、Iwabuchi Nozomu、Himeno Misako、Sasano Momoka、Koinuma Hiroaki、Nijo Takamichi、Tomomitsu Tatsuya、Yoshida Tetsuya、Okano Yukari、Yoshikawa Nobuyuki、Maejima Kensaku、Oshima Kenro、Namba Shigetou
  • Journal Title: Journal of Experimental Botany Volume: 68 Issue: 11 Pages: 2799-2811
  • DOI: 10.1093/jxb/erx158
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] First complete genome sequence of cherry virus A (2016)
  • Author(s): Koinuma, H., Nijo, T., Nozomu, I., Yoshida, T., Keima, T., Okano, Y., Maejima, K., Yamaji, Y., Namba, S.
  • Journal Title: Genome Announcements Volume: 4 Issue: 3
  • DOI: 10.1128/genomea.00498-16
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Complete genome sequence of Alternanthera mosaic virus, isolated from Achyranthes bidentata in Asia. (2016)
  • Author(s): Iwabuchi, N., Yoshida, T., Yusa, A., Nishida, S., Tanno, K., Keima, T., Nijo, T., Yamaji, Y., Namba, S.
  • Journal Title: Genome Announc Volume: 4 Issue: 2
  • DOI: 10.1128/genomea.00020-16
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] hibiscus latent Singapore virus日本分離株の全ゲノム解読 (2018)
  • Author(s): 吉田哲也・北沢優悟・細江尚唯・藤本祐司・岡野夕香里・橋本将典・前島健作・山次康幸・難波成任
  • Organizer: 平成30年度日本植物病理学会大会
• [Presentation] plantago asiatica mosaic virusに対するシロイヌナズナ劣性抵抗性遺伝子のファインマッピング (2017)
  • Author(s): 渡邉聖斗・遊佐礼・橋本将典・煉谷裕太朗・藤本祐司・吉田哲也・前島健作・山次康幸・難波成任
  • Organizer: 平成29年度日本植物病理学会大会
• [Presentation] plantago asiatica mosaic virusに対するシロイヌナズナ劣性抵抗性遺伝子EXA1の遺伝子構造解析 (2017)
  • Author(s): 藤本祐司・橋本将典・遊佐礼・煉谷裕太朗・吉田哲也・岡野夕香里・前島健作・山次康幸・難波成任
  • Organizer: 平成29年度日本植物病理学会大会
• [Presentation] シロイヌナズナのEXA1欠損によりplantago asiatica mosaic virusの感染は細胞レベルで阻害される (2017)
  • Author(s): 吉田哲也・橋本将典・遊佐礼・煉谷裕太朗・岩渕望・根津修・前島健作・山次康幸・難波成任
  • Organizer: 平成29年度日本植物病理学会大会
• [Presentation] 花器官の葉化誘導因子ファイロジェンは異なる複数の科の植物に葉化を誘導する (2017)
  • Author(s): 岩渕望・北沢優悟・鯉沼宏章・二條貴通・吉田哲也・吉川信幸・前島健作・大島研郎・難波成任
  • Organizer: 平成29年度日本植物病理学会大会
• [Presentation] アグロインフィルトレーション法によるpepino mosaic virus接種系の確立 (2016)
  • Author(s): 西田萩子・吉田哲也・遊佐礼・煉谷裕太朗・薦田（萩原）優香・岡野夕香里・橋本将典・山次康幸・難波成任
  • Organizer: 平成28年度日本植物病理学会大会
  • Place of Presentation: 岡山コンベンションセンター（岡山県・岡山市）
  • Year and Date: 2016-03-22
• [Presentation] チェリーAウイルスの全ゲノム解読 (2016)
  • Author(s): 鯉沼宏章・二條貴通・岩渕望・吉田哲也・桂馬拓也・岡野夕香里・前島健作・山次康幸・難波成任
  • Organizer: 平成28年度日本植物病理学会関東部会
• [Presentation] アジアで初めて検出されたalternanthera mosaic virusの全ゲノム解析 (2016)
  • Author(s): 岩渕望・吉田哲也・遊佐礼・西田萩子・丹野和幸・桂馬拓也・二條貴通・山次康幸・難波成任
  • Organizer: 平成28年度日本植物病理学会関東部会
• [Presentation] First complete genome sequence of an apricot isolate of cherry virus A (2016)
  • Author(s): Koinuma H., Nijo T., Iwabuchi N., Yoshida T., Keima T., Okano Y., Maejima K., Yamaji Y., Namba S.
  • Organizer: The 7th International Conference of Clinical Plant Science
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Complete genome sequence of alternanthera mosaic virus infecting Achyranthes bidentata (2016)
  • Author(s): Iwabuchi N., Yoshida T., Yusa A., Nishida S., Tanno K., Keima T., Nijo T., Yamaji Y., Namba S.
  • Organizer: The 7th International Conference of Clinical Plant Science
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Lolium latent virus のアグロイノキュレーション用コンストラクトの構築 (2015)
  • Author(s): 西田萩子・吉田哲也・笹野百花・煉谷裕太朗・薦田（萩原）優香・ 岡野夕香里・橋本将典・山次康幸・難波成任
  • Organizer: 平成27年度日本植物病理学会関東部会
  • Place of Presentation: 宇都宮大学峰キャンパス（栃木県・宇都宮市）
  • Year and Date: 2015-09-11