| Project/Area Number |
22K05636
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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 39030:Horticultural science-related
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| Research Institution | Ryukoku University |
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Principal Investigator |
神戸 敏成 龍谷大学, 農学部, 教授 (00393108)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小松 健 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (60451837)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | ウイルスフリー化 / 脱分化 / 再分化 / ユリモットルウイルス / オオバコモザイクウイルス / ユリ / ウイルスフリー / 脱分化ー再分化系 |
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| Outline of Research at the Start |
植物におけるウイルス病は品質低下や収量の減少など大きな問題を引き起こしているが、一度ウイルスに感染すると有効な農薬はなく、現時点では成長点培養によるウイルスフリー苗の作出が唯一有効な方法である。これは植物の成長点付近はウイルスが感染していない場合が多いことを利用しているが、非常に微細な成長点を摘出するための職人技的な技術が必要とされている。
本研究ではウイルスに感染した植物から脱分化により得られたカルスからの再分化の過程において、成長点と類似する組織が多数形成されることに着目し、脱分化―再分化系を利用したウイルスフリー化技術を確立するとともに、ウイルスの消失過程を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ユリモットルウイルス感染カノコユリから誘導したカルスを２回継代培養した際に再分化した小植物体の20％においてウイルスが検出されなかった。この結果は、脱分化ー再分化系を利用してユリのウイルスフリー化が可能があることを示唆している。しかしながら、アスコルビン酸については、ウイルスフリー化に関する有効性は今のところ確認できていない。また、オリエンタル系の主力品種である‘カサブランカ’２系統を用いて、脱分化ー再分化系の確立を目指したところ、他のユリの脱分化に有効であった1-2 mg/Lのピクロラムでは、安定した脱分化を誘導することができず、高濃度のピクロラムが‘カサブランカ’の脱分化には有効であることが明らかになった。
オオバコモザイクウイルス（PlAMV）は系統解析の結果１つの鑑賞ユリクレードと、４つの野生クレードからなることがわかった。このうち野生分離株のみからなるクレードIIIのオオバコ分離株であるPL1-1をオオバコに感染させると100%の感染が見られ、ウイルスは根からも検出された。地上部が枯死したあとに新たに出てきた葉でも感染が確認されたことから、PlAMVは多年生植物の更新のあとも感染が持続していることがわかった。さらにウイルス配列の多様性を調べたところ、植物個体内での多様性は地上部の再生に伴い顕著に上昇した。
PlAMVの単一配列株「KK」をユリの球根に感染させる系を用いて、春と夏に植え付けたユリ球根への接種試験を行ったところ、春接種区では壊そ病徴がほぼ100%の接種植物で現れRT-qPCRにより感染が確認された。しかし、夏に向け温度上昇につれて病徴は弱くなり、上葉ほど病徴は減衰した。夏接種区では壊そ病徴、感染確率ともに春接種区より低く、生育時の高温でPlAMVは感染効率が低下することが判明した。この結果は、今後のウイルスフリー化の実験において重要な知見となる。
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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
カノコユリに加えオリエンタル系ユリの主要品種である‘カサブンランカ’においても脱分化ー再分化系を確立しつつある。また、すでに確立しているカノコユリにおいて、アスコルビン酸がウイルスフリー化に及ぼす影響についての検証も開始している。すでに、脱分化ー再分化系を利用して得られた一部の小植物体はウイルスフリー化していることも確認している。
オオバコモザイクウイルス（PlAMV）の系統解析が進み、野生分離株のみからなるクレードIIIのオオバコ分離株であるPL1-1の感染実験では、100%の感染が確認された。これまでの研究によりPlAMVは多年生の植物の更新後も感染が持続していることが明らかになった。また、RT-PCRとクローニングによりシーケンスを行った結果、地上部の再生に伴い個体内でのPlAMVの多様性が顕著に上昇することが明らかになった。さらに単一配列の株「KK」をユリの球根に感染させる系を用いた実験において、春接種区と夏接種区による感染確率や病徴に差があることを明らかにした。
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| Strategy for Future Research Activity |
ユリモットルウイルス感染株から誘導したカノコユリおよび‘カサブランカ’のカルスを用いた再分化系を利用して、脱分化ー再分化系によるウイルスフリー化の検証をさらに進める。今のところ効果が見られていないアスコルビン酸についても、追試を進めて脱分化ー再分化系の有効性を検証する。新たに、ウイルス感染しているテッポウユリの雄蕊から直接カルス誘導を試み、脱分化ー再分化系によるウイルスフリー化を検証する。
単一配列のPlAMVのウイルスフリー化されたユリ鱗茎への接種試験を引き続き行い、ウイルス感染を確認する。鱗茎からのウイルス検出をデジタルPCRで行い、微量のウイルスがどの程度鱗茎で見られるかを確認する。低温での休眠と次年度の発芽に伴うウイルス蓄積量と多様性の変化を解析する。
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