Analysis of plant defense mechanisms against seed transmission of plant viruses

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K05590
• 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: Iwate University
• Principal Investigator: Isogai Masamichi 岩手大学, 農学部, 教授 (30312515)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 植物ウイルスの種子伝染 / RNAサイレンシング / ラズベリー黄化ウイルス / ダイサー様タンパク質2 / ダイサー様タンパク質4 / RNA依存RNAポリメラーゼ6 / ベンサミアナタバコ

Outline of Final Research Achievements

I showed that RBDV is not transmitted through seeds in infected Nicotiana benthamiana (Nb) plants after pollination with virus-free Nb pollen grains, since RBDV was absent in the embryos. Subsequently, we analyzed seed transmission of RBDV in Nb mutants with mutations in dicer-like enzyme 2 and 4 (NbDCL2&4) or RNA-dependent RNA polymerase 6 (NbRDR6). As a result, seed transmission of RBDV was prevented by evasion of infection by the embryo. These results suggest that RNA silencing is not essential for preventing RBDV-seed transmission in Nb plants.

Free Research Field

植物病理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

植物ウイルスの中でも種子伝染性ウイルスは、国際的な種子流通量の増加から、世界中に拡散される危険性が極めて高い。種子伝染性ウイルスの多くは、発芽前の植物体である種子中の胚に感染することで次世代の植物へと伝染するため、乾熱処理による消毒効果は期待できない。しかも、種子伝染性ウイルスに対する植物の防御機構や抵抗性遺伝子は分かっておらず、その防除は困難を極める。申請者の解析から、胚におけるウイルス感染阻害作用にRNAサイレンシングが不可欠ではないことが示された。今後、未知の胚へのウイルス感染抑制メカニズムの解明が期待される。