Evasion of plant innate immunity by complex formation between host and viral proteins

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K06060
• 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: Nihon University
• Principal Investigator: IMURA Yoshiyuki 日本大学, 生物資源科学部, 准教授 (50366621)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 潜性抵抗性 / ウイルス / ウリ科植物 / 宿主因子 / タンパク質間相互作用 / 細胞間移行

Outline of Final Research Achievements

The mutation of the gene encoding vacuolar protein sorting-associated protein (Vps) 4 in cucumber near-isogenic line A192-18 determines resistance to Zucchini yellow mosaic virus which is a member of family Potyviridae. In yeast the viral proteins, P3N-PIPO and CI interacted with the Vps4 protein from susceptible cucumber, but not from A192-18. The temporal and spatial analyses of the viral infection in the leaves of A192-18 revealed that the virus enabled to replicate in infected cells, whereas cell-to-cell movement of the virus was inhibited. The observation supported that cucumber resistance to the virus was determined by the changes of interaction of P3N-PIPO and CI, the viral proteins involved in cell-to cell movement, with Vps4.

Free Research Field

植物保護科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

植物の新品種育成の現場では、病害抵抗性を付与する手段として優性の抵抗性遺伝子を導入することが主となっているが、その抵抗性は数年で打破されることが問題視されている。対して、病原体が感染に必要とする宿主因子が変異または欠損した抵抗性は、極めて打破されにくい。本研究では、キュウリにおいて１遺伝子の１塩基の変異がウイルス抵抗性を決定づけることを明らかにし、この成果を基盤にゲノム編集技術を用いて優良品種へのウイルス抵抗性付与が期待ができる。さらに、ウイルスの細胞間移行に液胞へのタンパク質輸送因子が関与することを世界に先駆けて明らかにし、ウイルス感染とタンパク質輸送の関係についての新たな知見が期待できる。