Analysis of a factor that restricts viral propagation in plant antiviral immunity

• Project/Area Number: 19K23660
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0601:Agricultural chemistry and related fields
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization (2020); The University of Tokyo (2019)
• Principal Investigator: Tetsuya Yoshida 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, 研究員 (00809874)
• Project Period (FY): 2019-08-30 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 植物ウイルス / 抵抗性

Outline of Research at the Start

植物ウイルスの有効な防除法の一つとして、ウイルス抵抗性植物品種の利用が挙げられる。抵抗性品種は種々の優性抵抗性遺伝子をコードし、ウイルス感染を阻止することにより抵抗性を発揮するが、そのメカニズムは十分に解明されていない。本研究では、ウイルスに対する優性抵抗性の過程において不明な部分の多いウイルスの増殖を最下流で阻害するメカニズムについて、無細胞系を用いた新規な実験系を利用することで解析を試みる。

Outline of Final Research Achievements

Understanding the mechanism of plant antiviral immunity is important for disease-resistance breeding. I investigated whether various mutants of the noncanonical antiviral resistance factor JAX1 could inhibit viral replication, and identified some regions and amino acid residues that are crucial for the function of JAX1. I also revealed that a specific sequence enhances the spread of a plant virus in its host.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

JAX1による抵抗性の発現に重要な領域およびアミノ酸残基を同定できたことから、本研究は特異な因子をコードし未解明の部分の多い抵抗性遺伝子JAX1の分子機能の全容解明に向けた基盤的知見となると考えられる。また、植物ウイルスの感染域を拡大する活性を有する配列を見出したことから、本研究はウイルスの全身感染様式の詳細な理解に資すると考えられる。

Research Products

• [Journal Article] Complete genome sequence of pleioblastus mosaic virus, a distinct member of the genus Potyvirus. (2021)
  • Author(s): Katsu K., Nijo T., Yoshida T., Okano Y., Nishikawa M., Miyazaki A., Maejima K., Namba S., Yamaji Y
  • Journal Title: Archives of Virology Volume: 166 Issue: 2 Pages: 645-649
  • DOI: 10.1007/s00705-020-04916-9
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Complete genome sequence of mirabilis crinkle mosaic virus isolated from pokeweed in Japan (2021)
  • Author(s): Suzuki Takumi, Iwabuchi Nozomu, Tokuda Ryosuke, Matsumoto Oki, Yoshida Tetsuya, Nishikawa Masanobu, Maejima Kensaku, Namba Shigetou, Yamaji Yasuyuki
  • Journal Title: Microbiology Resource Announcements Volume: 10 Issue: 21 Pages: 1-3
  • DOI: 10.1128/mra.00283-21
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Interfamily transfer of Arabidopsis lectin-mediated antiviral gene confers resistance to pepino mosaic virus in tomato (2020)
  • Author(s): Okano Y., Maejima K., Yoshida T., Nishida S., Tokuda R., Nishikawa M., Namba S., Yamaji Y.
  • Journal Title: Journal of General Plant Pathology Volume: in press Issue: 4 Pages: 274-282
  • DOI: 10.1007/s10327-020-00917-3
  • Peer Reviewed
• [Presentation] JAX1遺伝子はトマトに広範なポテックスウイルスに対する抵抗性を付与する (2021)
  • Author(s): 鈴木拓海, 鈴木寛人, 岡野夕香里, 吉田哲也, 西川雅展, 藤本祐司, 岩渕望, 前島健作, 難波成任, 山次康幸
  • Organizer: 令和3年度日本植物病理学会大会
• [Presentation] pepino mosaic virusに抵抗性を示すJAX1形質転換トマトの作出 (2020)
  • Author(s): 岡野夕香里, 前島健作, 吉田哲也, 鈴木拓海, 松本旺樹, 難波成任, 山次康幸
  • Organizer: 令和2年度日本植物病理学会大会
• [Presentation] 抵抗性遺伝子JAX1による広範なポテックスウイルスの増殖阻害 (2020)
  • Author(s): 吉田哲也, 岡野夕香里, 西田萩子, 松本旺樹, 鈴木拓海, 前島健作, 難波成任, 山次康幸
  • Organizer: 令和2年度日本植物病理学会大会
• [Presentation] Counter for the epidemics of potexviruses - Toward the eradication of pepino mosaic virus - (2019)
  • Author(s): Yamaji Yasuyuki, Okano Yukari, Neriya Yutaro, Hashimoto Masayoshi, Yusa Akira, Yoshida Tetsuya, Hatanaka Tadashi, Narusaka Mari, Narusaka Yoshihiro, Maejima Kensaku, Namba Shigetou
  • Organizer: The 10th International Conference of Clinical Plant Science
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 東京都内のタケ亜科植物から検出されたポティウイルスの全ゲノム配列解析 (2019)
  • Author(s): 勝浩介, 吉田哲也, 丸山紀子, 二條貴通, 西川雅展, 徳田遼佑, 前島健作, 難波成任, 山次康幸
  • Organizer: 令和元年度日本植物病理学会関東部会