フシダニ類媒介性ウイルスの媒介とフシダニの適応性向上の機構解明
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21K05605
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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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 | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
久保田 健嗣 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 植物防疫研究部門, 上級研究員 (80414796)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
津田 新哉 法政大学, 生命科学部, 教授 (60355500)
鍵和田 聡 法政大学, 生命科学部, 講師 (20431835)
武井 円 法政大学, 生命科学部, 助手 (80867606)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | エマラウイルス / シソモザイクウイルス / シソサビダニ / ナシ葉退緑斑点随伴ウイルス / ニセナシサビダニ / 媒介 / 増殖 / 抗体 / フシダニ / RNA-seq / 局在 / 複製 / 適応 |
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| Outline of Research at the Start |
農業上の重要病原体であるエマラウイルスは、フシダニ類媒介性の植物ウイルスであるが、その生物学的知見は極めて乏しい。本研究では、シソモザイクウイルスおよび媒介虫のシソサビダニを対象に、媒介性や虫体内増殖、移行等の解明、および植物へのウイルス感染がもたらすサビダニの増殖能等適応性の向上およびそのメカニズムの解明を通じて、エマラウイルス、宿主植物および媒介フシダニ間の相互作用の総合理解を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
農業上の重要病原体でありフシダニ類媒介性のエマラウイルスは、その感染生理や媒介機構についてはほとんど解明されていない。実験的に比較的扱いやすいシソモザイクウイルスとシソサビダニを対象として、これらの解明を進めている。当該年度は、シソモザイクウイルス（perilla mosaic virus, PerMV)の感染植物体内および媒介虫であるシソサビダニ体内における挙動を把握するため、PerMVがコードするタンパク質に対する抗体を用いて、タンパク質の検出を行った。ヌクレオキャプシドタンパク質（P3）および細胞間移行タンパク質（P4)に対する抗体により、PerMVに感染したNicoiana benthamianaから局在部位を明らかにした。また、PerMVはシロイヌナズナにも感染することが明らかとなった。さらに本抗体を用いて、シソサビダニのPerMV保毒虫および無保毒虫のウェスタンブロットを行うと、P3およびP4は保毒虫からのみ検出されたが、その蓄積量は感染植物よりも多いことが示唆され、PerMVがシソサビダニ虫体で増殖している可能性が示唆された。また、リアルタイムRT-PCRを用いた、シソサビダニ1個体からのPerMVの定量法を確立し、今後虫体内での増殖性を調査する。
この他のエマラウイルスについても研究を進め、媒介虫が不明であったナシ葉退緑斑点随伴ウイルス（PCLSaV)がニセナシサビダニにより媒介されることを実験的に証明した。またPCLSaVは汁液接種が困難と考えられていたが、ニセナシサビダニ保毒虫の接種によりNicotiana benthamianaに全身感染し、その感染葉の粗汁液を用いると，汁液接種が可能であることを見いだしたため、PCLSaVの宿主範囲調査等に有用と考えられた。また、我々が見いだしたキクモザイク随伴ウイルスが国際ウイルス分類委員会により新種認定された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初年度実施したシソサビダニの増殖性および局在性について明確な結果が得られなかったが、今年度は新たな実験手法を取り入れるなどし、シソサビダニ虫体内からのウイルスタンパク質の検出等により、ウイルスの増殖を示唆するデータが得られたことや、各課題について実験手法の改良などを行い、データが得られるめどが立ちつつある。また、関連して新種エマラウイルスおよびフシダニ類の研究も実施し、多くの成果が得られたことから、おおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度に実施したシソリーフディスクを用いたシソサビダニの増殖性実験では、ウイルス感染と増殖性に明確な関係は見られなかったが、今年度は実験系を改良して、感染の有無によるシソサビダニ増殖への影響を再度評価している。予備試験の段階ではあるが、非感染シソ葉よりもPerMV感染シソ葉での増殖性が高い傾向が見られている。本実験系を用いることにより、ウイルス感染によるフシダニの適応性向上の有無を定量的に評価できる。
また、初年度に実施した保毒虫と無保毒虫のRNA-seq解析では、虫体のサンプリングにあたり、シソ葉組織の混入が多かったため、サンプリング手法を改良したところ、葉の混入はほとんどなく、虫体を高純度に採集することができたため、このサンプルによりRNA-seq解析を試みる。合わせて、シソサビダニ、および可能であればニセナシサビダニ、キクモンサビダニのゲノムおよび遺伝子アノテーション解析を実施し、フシダニ種間の遺伝子等比較にも取り組む。
また、引き続きウイルス感染に伴うシソサビダニの増殖性等への影響を評価する。シソサビダニ虫体内でのウイルス局在部位の解析の課題について、分担研究者（法政大）に加え、研究代表者の所属する農研機構においても昆虫の組織観察の経験を有する研究者の協力のもと実施する。
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Report
(2 results)
Research Products
(14 results)
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[Journal Article] Plant Viruses Reported from Japan2022
Author(s)
Fuji S, Mochizuki T, Okuda M, Tsuda S, Kagiwada S, Sekine, K, Ugaki M, Natsuaki K-T, Isogai M, Maoka T, Takeshita M, Yoshikawa M, Mise K, Sasaya T, Kondo H, Kubota K, Yamaji Y, Iwanami T, Ohshima K, Kobayashi K, Hataya T, Sano T, Suzuki N.
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Journal Title
Journal of General Plant Pathology
Volume: 88
Issue: 2
Pages: 105-127
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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