The mechanism behind the development of chlorosis caused by plant virus infections and attempts to generate disease-resistant plants.

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K06059
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 39040:Plant protection science-related
• Research Institution: Osaka Metropolitan University (2022); Osaka Prefecture University (2019-2021)
• Principal Investigator: Mochizuki Tomofumi 大阪公立大学, 大学院農学研究科, 准教授 (30469837)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 植物ウイルス / 発病機構 / 葉緑体 / 外被タンパク質 / キュウリモザイクウイルス

Outline of Final Research Achievements

In this study, we investigated the role of cucumber mosaic virus (CMV) coat protein (CP) in chlorosis, a typical symptom of plant virus infections. CMV CP is known to interact with chloroplast ferredoxin I (FdI), so we further examined this interaction. Inoculation experiments using mutants expressing CP with a chloroplast localization signal and mutants expressing CP that does not interact with FdI suggested that the interaction between CP and FdI in chloroplasts may cause severe chlorosis. On the other hand, expression of CP alone did not induce severe chlorosis, indicating that viral factors other than CP are also required for the severe chlorosis caused by CMV infection.

Free Research Field

植物病理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ウイルスが感染した農作物では様々な病気が引き起こされて減収に至る。ウイルス感染による発病機構の解明は防除研究に重要な基礎的知見となる。本研究では、葉緑体でCPとFdIが相互作用することによりCMV感染による激しい退緑が発症する可能性が示唆された。この可能性をさらに検討し、CPと相互作用しないFdIを設計することにより、CMV感染しても激しい退緑を引き起こさない耐病性作物を作出できるかも知れない。
CMV CPの129番目のアミノ酸変異で症状が大きく変化することは1990年代初頭には知られていた。本研究成果は、なぜ一アミノ酸変異で激しい退緑になるのかという疑問の解明に向けた大きな一歩である。