| Project/Area Number |
18H02201
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 39040:Plant protection science-related
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
Sano Teruo 弘前大学, 農学生命科学部, 教授 (30142699)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
葛西 厚史 弘前大学, 農学生命科学部, 研究機関研究員 (80633982)
中原 健二 北海道大学, 農学研究院, 講師 (90315606)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2018: ¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000)
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| Keywords | ウイロイド / 自然免疫 / 矮化 / 壊疽 / 活性酸素種（ROS) / miR398 / miR398a-3p / 2-オキソグルタル酸ジオキシゲナーゼ / 矮化・壊疽 / miRNA398 / miRNA398a-3p / 2-オキソグルタル酸オキシゲナーゼ / トランスクリプトーム解析 / 防御反応 / 活性酸素種 / スーパーオキシドジスムターゼ / 2-オキソグルタル酸/Fe(II)依存ジオキシゲナーゼ / ダイサー様リボヌクレアーゼ / 壊疽症状 / マイクロRNA398 / マイクロRNA398a-3p / ジベレリンβ水酸化酵素 |
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| Outline of Final Research Achievements |
In tomato plants infected with the virulent strain of potato spindle tuber viroid (PSTVd), stress-responsive microRNAs (miR398 and miR398a-3p) were excessively induced, and the expression of SOD genes encoding reactive oxygen species (ROS) scavenging enzymes were down-regulated, which caused loss of normal ROS scavenging function resulted in excessive accumulation of ROS, leading to severe pathological symptoms accompanied by necrosis. The nucleotides at position 42 and 64 of the attenuated strain of PSTVd were key nucleotides for the attenuation, and in cooperation with the nucleotides 43, 310, and 311/312, contributed to its low and stable accumulation. The attenuated strain did not elicit an excessive defense responses, such as pathogenesis-related protein 1b1. A novel 2-oxoglutarate Fe (II)-dependent oxygenase gene associated with dwarfing and leaf malformation characteristic of viroid disease was identified in tomato plant (Solanum lycopersicum).
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
ウイロイドは小環状1本鎖RNA病原体で、侵入した宿主細胞中で自己増殖し、矮化・葉巻・壊疽・塊茎/果実の肥大異常や着色障害を起こす。ジャガイモ、トマト、キク、ココヤシ、ホップ、リンゴなど様々な農作物に経済的被害を与えている。治療薬はなく、診断により早期に発見して除去する以外に有効な防除方法がない。本研究では、ウイロイド感染に対する宿主の基礎的自然免疫で生じる抵抗性反応、特に活性酸素種の発生機構とそれがウイロイド特有の病徴発現に至る分子機構の一端を明らかした。これらの研究成果は、植物本来の自然免疫を活用した実用的ウイロイド防御戦略の開発に貢献するものである。
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