International collaboration research for solving begomovirus problems for pepper production in Asia

• Project/Area Number: 21KK0109
• Research Category: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 39:Agricultural and environmental biology and related fields
• Research Institution: Kindai University
• Principal Investigator: 小枝 壮太 近畿大学, 農学部, 准教授 (00629066)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鍋島 朋之 山形大学, 農学部, 准教授 (10801920) ; 山本 宗立 鹿児島大学, 総合科学域総合研究学系, 准教授 (20528989)
• Project Period (FY): 2021-10-07 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥18,980,000 (Direct Cost: ¥14,600,000、Indirect Cost: ¥4,380,000); Fiscal Year 2025: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2024: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2023: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2022: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000); Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
• Keywords: トウガラシ / ベゴモウイルス / ジェミニウイルス / 黄化葉巻病 / 抵抗性遺伝子 / 圃場評価 / 分子マーカー / 収量性 / pepy-1 / 野菜 / ナス科 / ウイルス抵抗性 / 育種 / トウガラシ・ピーマン / 抵抗性 / フィールド調査 / 遺伝子

Outline of Research at the Start

研究代表者は環境を制御した実験室環境において，自ら分離・同定した純系のベゴモウイルス分離株を接種し，抵抗性形質を緻密に評価することにより，短期間で抵抗性素材の選抜および抵抗性遺伝子pepy-1の単離を世界で初めて実現した．抵抗性に完全に連鎖するDNAマーカーも整備できているため，複雑に環境が変動する圃場においても，抵抗性遺伝子の有無による形質への影響を確実に調査することが可能になった．本研究では、トウガラシに感染する異なる在来のベゴモウイルスが存在し，気象環境も異なる熱帯や亜熱帯の各国・各地の過酷な圃場環境下で栽培試験を実施し、アジア広域でのpepy-1による抵抗性の実用性を評価する．

Outline of Annual Research Achievements

本年度は共同研究機関である台湾のWorld Vegetable Center、インドネシアのSyiah Kuala Universityを研究代表者の小枝と分担者の鍋島の2名で訪問し、研究計画等の打ち合わせを行った。また、予定しているRNA-seqを用いた網羅的な感染ウイルス種の同定を熱帯で収集したRNAを用いて行うために簡易的な施設におけるRNA抽出および保存法の検討を行った。また、共同研究先であるインドネシアのBRINの研究者が中心となり行ったジャワ島でのトウガラシに感染するベゴモウイルスの調査についてデータを取りまとめ、先方が責任著者としてドラフトの準備を行っている。本研究計画の中心的な課題である圃場におけるベゴモウイルス抵抗性トウガラシの評価についてはインドネシアのSyiah Kuala Universityと共同で実施し、pepy-1を有するトウガラシでは感受性品種と比較して大幅に果実生産性が向上することを明らかにして2023年に論文として公開された。今後、インドでの試験を実施するための研究材料の準備、World Vegetable Centerとの計画の相談を進めている。また、2023年11月にはインドのIndian Agricultural Researh Instituteから博士学生の短期受け入れを行った。その繋がりから、現地の指導教官と今後の共同研究について現在打ち合わせを行っている。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

新型コロナウイルス感染症の影響は研究期間の初期に海外渡航を行うことができなかったため台湾への渡航が遅れていたが今年度渡航して目的の打ち合わせを実施することができた。また、最大の目的である抵抗性遺伝子の有用性をインドネシアの圃場において評価し、果実の生産性が大幅に上昇することを論文として取りまとめることができた。インドネシアの他地域やインドなどにおける試験を進めるための共同研究者との打ち合わせ、今後ネットワークを広げて国際的な共同研究を進めるための繋がりを作ることができた。

Strategy for Future Research Activity

次年度はインドネシア（アチェ、ジャワ）への渡航に加えて、インドへの渡航を計画している。また、インドで圃場試験を実施するための植物材料の準備などを進めていくとともに、インドネシアでの実施を検討しているRNA-seqによる網羅的なウイルス種同定に関する研究を行っていく予定である。

Research Products

• [Int'l Joint Research] World Vegetable Center(その他の国・地域)
• [Int'l Joint Research] Syiah Kuala University/Brin(インドネシア)
• [Int'l Joint Research] 国立シアクアラ大学(インドネシア)
• [Int'l Joint Research] World vegetable center(その他の国・地域)
• [Int'l Joint Research] Syiah Kuala University/National Research and Innovation Agency(インドネシア)
• [Journal Article] Breakdown of Ty-1-Based Resistance to Tomato Yellow Leaf Curl Virus in Tomato Plants at High Temperatures (2024)
  • Author(s): Koeda Sota、Kitawaki Arata
  • Journal Title: Phytopathology? Volume: 114 Issue: 1 Pages: 294-303
  • DOI: 10.1094/phyto-04-23-0119-r
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pepper (<i>Capsicum annuum</i>) Plants Harboring the Begomovirus Resistance Gene <i>pepy-1</i> Show Delayed Symptom Progress and High Productivity Under Natural Field Conditions (2023)
  • Author(s): Pohan Nadya Syafira、Alfan Gian、Khalil Munawar、Bahagia Putra、Hayati Rayhan、Haidar Yusuf、Hadisah Nurul、Onouchi Mika、Shirono Ryosuke、Kohno Yoshinori、Hamada Ayane、Maruishi Tae、Hachisu Shinkai、Homma Kanami、Zakaria Sabaruddin、Kesumawati Elly、Koeda Sota
  • Journal Title: The Horticulture Journal Volume: 92 Issue: 1 Pages: 36-46
  • DOI: 10.2503/hortj.QH-015
  • ISSN: 2189-0102, 2189-0110
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Identification of natural sources of resistance to bipartite begomovirus TYLCKaV in Solanum melongena (2023)
  • Author(s): Kikkawa Kyohei、Tanaka Minami、Kesumawati Elly、Koeda Sota
  • Journal Title: Euphytica Volume: 219 Issue: 5 Pages: 51-51
  • DOI: 10.1007/s10681-023-03180-7
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Cy-1, a major QTL for tomato leaf curl New Delhi virus resistance, harbors a gene encoding a DFDGD-Class RNA-dependent RNA polymerase in cucumber (Cucumis sativus) (2023)
  • Author(s): Koeda Sota、Yamamoto Chihiro、Yamamoto Hiroto、Fujishiro Kohei、Mori Ryoma、Okamoto Momoka、Nagano Atsushi J.、Mashiko Takaaki
  • Journal Title: Research Square Volume: -
  • DOI: 10.21203/rs.3.rs-3784112/v1
  • Open Access
• [Journal Article] Lisianthus enation leaf curl virus, a begomovirus new to Japan, is more virulent than the prevalent tomato yellow leaf curl virus in Ty-gene-mediated resistant tomato cultivars (2022)
  • Author(s): Taniguchi Marina、Sekine Ken-Taro、Koeda Sota
  • Journal Title: Journal of General Plant Pathology Volume: 89 Issue: 1 Pages: 35-46
  • DOI: 10.1007/s10327-022-01101-5
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Identification of QTLs conferring resistance to begomovirus isolate of PepYLCIV in Capsicum chinense (2022)
  • Author(s): Mori Namiko、Hasegawa Shota、Takimoto Ryota、Horiuchi Ryo、Watanabe Chiho、Onizaki Daiki、Shiragane Hayato、Nagano Atsushi J.、Kesumawati Elly、Koeda Sota
  • Journal Title: Euphytica Volume: 218 Issue: 2 Pages: 20-20
  • DOI: 10.1007/s10681-022-02970-9
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] PepYLCIV and PepYLCAV resistance gene Pepy-2 encodes DFDGD-Class RNA-dependent RNA polymerase in Capsicum (2022)
  • Author(s): Koeda Sota、Mori Namiko、Horiuchi Ryo、Watanabe Chiho、Nagano Atsushi J.、Shiragane Hayato
  • Journal Title: Theoretical and Applied Genetics Volume: 135 Issue: 7 Pages: 2437-2452
  • DOI: 10.1007/s00122-022-04125-9
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 国内で初めて確認されたトルコギキョウひだ葉葉巻ウイルスによるトマト黄化葉巻病とTy遺伝子の有効性調査 (2024)
  • Author(s): 小枝壮太・谷口満理奈・関根健太郎
  • Organizer: 日本植物病理学会
• [Presentation] Pepper yellow leaf curl Aceh virus: a novel recombinant begomovirus exhibits higher virulence than its major putative parent (2024)
  • Author(s): Nadya Syafira Pohan・岡部祥子・奥野佳苗・Elly Kesumawati・小枝壮太
  • Organizer: 日本植物病理学会
• [Presentation] ナス科、ウリ科野菜におけるジェミニウイルス抵抗性と育種利用 (2024)
  • Author(s): 小枝壮太
  • Organizer: 植物ウイルス病研究会
  • Invited
• [Presentation] ナスのベゴモウイルス抵抗性遺伝子は第1染色体に座上する (2024)
  • Author(s): Nadya Syafira Pohan・吉川恭平・永野 惇・小枝壮太
  • Organizer: 園芸学会
• [Presentation] メロンのToLCNDV抵抗性に関与するQTLの同定 (2024)
  • Author(s): 西川 拓・山本千尋・永野 惇・小枝壮太
  • Organizer: 園芸学会
• [Presentation] Tomato leaf curl New Delhi virus抵抗性キュウリのF2集団における表現型の評価 (2024)
  • Author(s): 中村有希・山本千尋・小枝壮太
  • Organizer: 園芸学会
• [Presentation] ベゴモウイルスToLCNDVに対して抵抗性を示すメロン育種素材 (2023)
  • Author(s): 西川 拓・川原 武・中山実季・清水智貴・溝浦大輝・山本千尋・山本浩登・小枝壮太
  • Organizer: 園芸学会
• [Presentation] Tomato leaf curl New Delhi virusに対して抵抗性を示す新規キュウリ素材 (2023)
  • Author(s): 中村有希・山本千尋・山本浩登・小枝壮太
  • Organizer: 園芸学会
• [Presentation] トマトにおけるTy-3aによるtomato yellow leaf curl virus抵抗性の高温による崩壊 (2023)
  • Author(s): 北脇新大・小枝壮太
  • Organizer: 園芸学会
• [Presentation] Ty遺伝子の組み合わせがトマトのベゴモウイルス抵抗性に与える影響 (2023)
  • Author(s): 霜出萌乃・小枝壮太
  • Organizer: 園芸学会
• [Presentation] Genetic mapping of begomovirus resistance gene in eggplants (Solanum melongena L.) (2023)
  • Author(s): Nadya Syafira Pohan, Kyohei Kikkawa, Sota Koeda
  • Organizer: The 4th Asian Horticultural Congress
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Field evaluation of pepy-1 conferred begomovirus resistance in pepper (Capsicum annuum) (2023)
  • Author(s): Nadya Syafira Pohan, Gian Alfan, Munawar Khalil, Putra Bahagia, Rayhan Hayati, Yusuf Haidar, Nurul Hadisah, Mika Onouchi, Ryosuke Shirono, Yoshinori Kohno, Ayane Hamada, Tae Maruishi, Shinkai Hachisu, Kanami Homma, Sabaruddin Zakaria, Elly Kesumawati, Sota Koeda
  • Organizer: 18th Eucarpia Meeting of the Capsicum and Eggplant Workgroup
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Begomovirus resistance gene Pepy-2 encodes DFDGD-class RNA-dependent RNA polymerase in Capsicum (2023)
  • Author(s): Sota Koeda, Namiko Mori, Ryo Horiuchi, Chiho Watanabe, Atsushi J. Nagano, Hayato Shiragane
  • Organizer: 18th Eucarpia Meeting of the Capsicum and Eggplant Workgroup
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] pepy-1によるベゴモウイルス抵抗性はトウガラシの高い果実生産性に寄与する (2022)
  • Author(s): Nadya Syafira Pohan・Rayhan Hayati・Nurul Hadisah・Yusuf Haidar・Munawar Khalil・小野内美佳・Elly Kesumawati・小枝壮太
  • Organizer: 園芸学会
• [Presentation] Tomato yellow leaf curl Kanchanaburi virusに抵抗性を持つナス素材の接木接種による抵抗性評価 (2022)
  • Author(s): 吉川恭平・小枝壮太
  • Organizer: 園芸学会
• [Presentation] 沖縄で単離されたlisianthus enation leaf curl virusはトマトのTy-2およびTy-3aによる抵抗性を回避する (2022)
  • Author(s): 谷口満理奈・関根健太郎・小枝壮太
  • Organizer: 園芸学会
• [Presentation] トマトのTy-3aによる抵抗性を抑制するpepper yellow leaf curl Aceh virusの病原性因子 (2022)
  • Author(s): Nadya Syafira Pohan・奥野佳苗・Elly Kesumawati・小枝壮太
  • Organizer: 園芸学会
• [Presentation] Ty-3aを有するトマト抵抗性品種はLELCVとTYLCV-ILの複合感染により発病し，生育が阻害される (2022)
  • Author(s): 谷口満理奈・関根健太郎・小枝壮太
  • Organizer: 園芸学会
• [Presentation] トマトTy抵抗性遺伝子のベゴモウイルスに対する有効性調査 (2022)
  • Author(s): 霜出萌乃・小枝壮太
  • Organizer: 園芸学会
• [Presentation] TYLCKaVはナス（Solanum melongena）に感染する主要なベゴモウイルスである (2022)
  • Author(s): 吉川恭平・小枝壮太
  • Organizer: 園芸学会
• [Presentation] シロイヌナズナ（Arabidopsis thaliana）のPelota変異体はbeet curly top virus抵抗性を示す (2022)
  • Author(s): 小野内美佳・小枝壮太
  • Organizer: 園芸学会
• [Presentation] キュウリ（Cucumis sativus）におけるToLCNDVの最適な機械的接種法 (2022)
  • Author(s): 山本千尋・中村有希・小枝壮太
  • Organizer: 園芸学会
• [Presentation] Tomato leaf curl New Delhi virus（ToLCNDV）抵抗性を有する新たな育種素材におけるQTLの同定 (2022)
  • Author(s): 山本千尋・山本浩登・藤代康平・永野 惇・小枝壮太
  • Organizer: 園芸学会
• [Presentation] RDRをコードするPepy-2はトウガラシ（Capsicum annuum）にベゴモウイルス抵抗性を付与する (2022)
  • Author(s): 小枝壮太・森 菜美子・堀内 亮・渡邉智帆・永野 惇 ・白銀隼人
  • Organizer: 園芸学会
• [Presentation] ナス科植物におけるウイルス性病害の防除に向けた研究 (2022)
  • Author(s): 小枝壮太
  • Organizer: 園芸学会
  • Invited
• [Presentation] pepy-1によるベゴモウイルス抵抗性はトウガラシの高い果実生産性に寄与する (2021)
  • Author(s): Nadya Syafira Pohan・Rayhan Hayati・Nurul Hadisah・Yusuf Haidar・Munawar Khalil・小野内美佳・Elly Kesumawati・小枝壮太
  • Organizer: 園芸学会
• [Presentation] Tomato leaf curl New Delhi virus（ToLCNDV）抵抗性を有する新たな育種素材におけるQTLの同定 (2021)
  • Author(s): 山本千尋・山本浩登・藤代康平・永野 惇・小枝壮太
  • Organizer: 園芸学会
• [Presentation] Tomato yellow leaf curl Kanchanaburi virusに抵抗性を持つナス素材の接木接種による抵抗性評価 (2021)
  • Author(s): 吉川恭平・小枝壮太
  • Organizer: 園芸学会
• [Presentation] 沖縄で単離されたlisianthus enation leaf curl virusはトマトのTy-2およびTy-3aによる抵抗性を回避する (2021)
  • Author(s): 谷口満理奈・関根健太郎・小枝壮太
  • Organizer: 園芸学会
• [Remarks] 研究者のホームページ
  • URL: https://sites.google.com/site/sotakoeda/home?authuser=0
• [Remarks] 研究者所属研究室のホームページ
  • URL: https://sites.google.com/site/engeikindai/home?authuser=0
• [Remarks] 研究に関するプレスリリース
  • URL: https://newscast.jp/news/0263422
• [Remarks] 研究に関するプレスリリース
  • URL: https://newscast.jp/news/9299674
• [Remarks] 研究に関するプレスリリース
  • URL: https://newscast.jp/news/4254865
• [Remarks] 研究者ホームページ
  • URL: https://sites.google.com/site/sotakoeda/home?authuser=0