2021 Fiscal Year Research-status Report
Mechanism of spread of Rice Orange Leaf Phytoplasma in Southeast Asia
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18KK0171
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
千葉 壮太郎 名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (70754521)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 利治 名古屋大学, 農学国際教育研究センター, 客員教授 (30227152) [Withdrawn]
大井 崇生 名古屋大学, 生命農学研究科, 助教 (60752219)
佐藤 育男 名古屋大学, 生命農学研究科, 助教 (70743102)
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| Project Period (FY) |
2018-10-09 – 2023-03-31
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| Keywords | イネオレンジ葉ファイトプラズマ / 発生分布 / 拡散メカニズム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ファイトプラズマは農業上重要な絶対寄生病原菌のグループであり、人工的に培養できないため病原／伝播性機構について分子レベルで解明された例は限られる。地球温暖化と気候変動による寒冷感受性昆虫の活動地域が広がるにつれて、熱帯・亜熱帯地域で発生するファイトプラズマ関連病害が今後北上すると考えられる。本研究では、イネオレンジ葉ファイトプラズマ（ROLP）の発生状況を把握するために、東南アジア諸国の広域に渡って病害発生調査や媒介生物調査を実施する。合わせて分子系統学的解析を行ない、ROLPの起源を初めて明らかにするとともに、感染域拡大のメカニズムに迫る。
これまでに収集したデータを基に分子系統解析を行ない、地理的分布からタイを中心とした地域にROLP起源があると考察され、カンボジアの一部およびフィリピン、中国、ベトナムに発生するROLPは遺伝学的に単一の集団で構成されることが明らかになった。新規媒介昆虫を同定したことで、急速に感染拡大するROLP伝搬のメカニズムの一端が明らかとなった。イネの生育不良や黄褐色化等の症状の実態について、師部組織特異的なROLPの集積および周辺細胞のデンプン粒の異常蓄積という組織学的変化と、遺伝子発現制御や代謝変化との関連を調査する予定としている。2020-2021年度は、各海外拠点でのロックダウンおよび海外渡航の制限により、計画していた調査の多くが実施できていないが、各研究室保管の試料を用いて予備試験（RT-PCR，LAMP，高純度ゲノムDNA・RNA精製，追加DAN配列解析）と一部の圃場調査を行なっている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
海外渡航制限による本邦参画者の現地調査および実験の遂行が行えず、また、現地のロックダウンの影響（研究施設の出入り制限）による実験や植物・昆虫の維持の中止は継続し、研究の遂行は引き続き困難な状況にあった。現地研究協力者（カンボジア王立農業大学、フィリピン国際稲研究所）とのオンライン会議により、現地において冷凍保管サンプルや固定試料を用いた実験は引き続き実施したものの、当初計画していた実地調査やサンプル採取は一部中止となった。日本側の研究代表者、共同研究者においては、手持ちの保存サンプルを用いて予備検討を引き続き実施したがサンプル数が不足した。これについては、生きた病原体を持ち込んでの研究は本邦で行なわず現地で実施する計画であるため（本邦未発生病害のため植物防疫上の措置として）やむを得ないと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
全体：カンボジアとフィリピンの研究拠点においては共同研究者による調査および実験内容について、実施可能な項目から進め、ていく。
ゲノム／RNAseq解析：ROLP感染し病徴を示した植物サンプル（圃場採取）のDNA、RNAは品質が悪くNGS解析の事前品質検査で不適合となる。したがって、研究室内で人工的に虫媒接種した植物で且つ病徴発現前の感染植物サンプルを調製する必要がある。また、ファイトプラズマを含む細菌叢のDNAを選択的に精製し、次世代シーケンサーに供し、完全長ゲノムの決定を試みる。
多様性解析／発生調査：インドネシアにおける病害発生調査とDNAサンプルの取得を始める。フィリピン・カンボジア・インドネシア・タイ株の全ゲノム比較を行なう。
伝搬解析：調査圃場においてはROLP保毒昆虫が他にも認められていることから、可能であればこれらの伝搬試験も実施する。
組織学的・生理学的解析：現地で植物および昆虫試料の樹脂包埋を行ない、名古屋大学で切片作成および電子顕微鏡観察を集中的に行う。また、感染植物内の生理学的変化についても、メタボローム解析（質量分析）およびトランスクリプトーム解析を進める。
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| Causes of Carryover |
渡航制限の解除を待ち、海外での病害調査および罹病植物サンプルを用いた生理学的解析およびトランスクリプトーム解析を延期した。制限の緩和を受け、今年度はこれらを実施する。
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Research Products
(2 results)
