2019 Fiscal Year Research-status Report
Molecular mechanisms on plant viral synergism mediated by salicylic acid glucosyltransferase
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18K05655
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| Research Institution | University of Miyazaki |
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Principal Investigator |
竹下 稔 宮崎大学, 農学部, 教授 (00304767)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
増田 税 北海道大学, 農学研究院, 教授 (60281854)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | シナジー / SAGT / CMV / TuMV / SA / 2b |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Cucumovirus属に含まれるキュウリモザイクウイルス(CMV)と Potyvirus属に属するカブモザイクウイルス(TuMV)間の病原性相乗作用（シナジー）の分子機構を引き続き解析中である。今年度は両ウイルスの重複感染部位におけるサリチル酸配糖化酵素遺伝子 (SAGT) の転写物とウイルスRNAの相対蓄積量を解析した。その結果、CMV由来の赤色蛍光が強まっていない段階ではSAGT 転写物とウイルスRNA共に単独感染時と著しい差異が認められなかった。また、SAGT遺伝子の過剰発現あるいはサイレンシング植物を用いて、SAGT遺伝子の防御反応とバイオマス生産間のバランス機能を明らかにし、普遍的と考えられる新機能を明らかにした。具体的には、防御応答の際にSA蓄積を促進するためにSAGT発現は負に制御されるが、過剰なSA蓄積による生育抑制を避けるためにやがて正に制御され、SAをSAGに可逆的に変換する。こうして、SAGTは防御反応とバイオマス生産間のバランスを取っていることを示した。また、CMVがTuMVとのシナジーを引き起こす宿主であるダイコンでのCMVウイルスの各遺伝子機能を明らかにした。これらの研究実績に関する内容は査読付き国際専門学術誌に受理された２報の論文に取りまとめた。
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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
CMVの強毒系統は感染植物に激しい症状を引き起こす。これはCMV-TuMV間のシナジーに近い状況の場合もある。まず、強毒系統のCMV-Yを感染させたSAGTサイレンシング植物，SAGT過剰発現植物を共同研究で解析し、SAGT遺伝子には防御応答とバイオマス生産との間でバランスを取る機能があることを世界で初めて証明し、論文が国際誌に掲載された。
また、ダイコンにおけるCMV-D8の全身感染にはSAに対抗能力を持つ2b遺伝子と2a遺伝子のC末端が重要で、細胞間移行タンパク質や外皮タンパク質も補完的な機能を持つことが判明した。この内容は国際誌に論文掲載された。
さらに、DsRed2発現CMVベクターとEGFP発現TuMVベクターのシグナル強度が強い部位と単独感染時と同程度の部位からサンプルを集めた。狭小な部位を観察しながらの作業となったため、サンプル回収は困難を極めたが、定量が可能となるレベルのサンプルを収集しつつあるため、今後のSAとSAGの相対定量解析が期待される。
このようにCMVのコードするウイルス遺伝子やSAGT遺伝子の役割について新しい知見が得られ、また関連する論文が2報掲載されたことから、おおむね順調に進展していると判断された。
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| Strategy for Future Research Activity |
シナジーにおけるSAGT遺伝子転写物の相対蓄積量が仮説と一致することが確認されたているが、そのアウトプットとしてSAG，SAの相対定量解析を進めていきたい。また、SAGT遺伝子をサイレンシングするCMVベクターは構築中であり、今後の利用が期待される。さらに、SAGTサイレンシング植物，SAGT過剰発現植物を掲載論文の共同研究者と連携して解析に用いたいと考えている。これまでは、CMVとTuMVのみの相互作用を調べてきたが、SAGTのシナジーへの関与が普遍的なのかについて解析するため、TMVの感染性クローンならびに蛍光タンパク質発現ベクターを構築予定である。このCMV-TMV間相互作用を追加して比較解析することで、シナジー顕在化前のウイルス間相互作用で観察される局部競合を含めて、植物ウイルス間のシナジーの全体像を明らかにしていく。
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[Journal Article] Role of salicylic acid glucosyltransferase in balancing growth and defence for optimum plant fitness2020
Author(s)
Kobayashi, Y., Fukuzawa, N., Hyodo, A., Kim, H., Mashiyama, S., Ogihara, T., Yoshioka, H., Matsuura, H., Masuta, C., Matsumura, T,, Takeshita, M.
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Journal Title
Molecular Plant Pathology
Volume: 21
Pages: 429-442
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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