2012 Fiscal Year Annual Research Report
ウイロイド特異的スモールRNAの品種・組織特異的生合成経路と病原性発現機構の解析
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24380026
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
佐野 輝男 弘前大学, 農学生命科学部, 教授 (30142699)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
原田 竹雄 弘前大学, 農学生命科学部, 教授 (10228645)
種田 晃人 弘前大学, 理工学研究科, 講師 (70332492)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ウイロイド / 非コードRNA / RNAサイレンシング / スモールRNA / 病原性 / ウイロイド抵抗性 |
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| Research Abstract |
I.ウイロイド特異的small RNAの品種・組織特異性と病原性との関連性
PSTVd-強毒株と弱毒株を感受性トマト(Rutgers)に接種し、葉と茎に蓄積するPSTVd-small RNAのディープシークエンス解析を行った。その結果、葉と茎によるPSTVd-small RNAのホットスポットパターンに違いはなく、全体の蓄積量が異なっていた(強毒型>弱毒型)。一方、強毒型と弱毒型間では両者の塩基変異に対応して一部のPSTVd-small RNAホットスポットの蓄積量に違いが認められた。次に、PSTVd-強毒株を4品種のトマトに感染させ、PSTVd-small RNA蓄積パターンのディープシークエンス解析を行なった。その結果、品種により一部のPSTVd-small RNAホットスポットの蓄積量に違いが認められた。以上のことからウイロイド特異的small RNAの蓄積パターンはウイロイドの病原性、品種、及び組織により異なることが明らかになった。
II.ウイロイドを標的とするRNAサイレンシングとウイロイド病原性発現機構の関連性
ウイロイド特異的small RNAが宿主遺伝子発現に作用し病原性を発現する可能性を検証するため、PSTVdのほぼ全長、PSTVd左末端領域、PSTVd全長から病原性領域を除いた配列、PSTVd特異的small RNAのホットスポットの1種(srPSTVd-257a)、トマトgibberellinβ-hydroxylase遺伝子、トマトDCL2遺伝子、トマトAGO2遺伝子のヘアピン(hp)-RNAを発現する形質転換タバコ(N. benthamiana)とトマト(マイクロトム)を作成し、ホモT2世代を選抜した(一部選抜中)。各形質転換系統は若干の生育遅延、稔性不良を示すものもあった。
III.ウイロイドを標的とするRNAサイレンシングとウイロイド抵抗性機構の関連性
上記IIで作出した様々なPSTVd配列のhp-RNAを発現するタバコ(N. benthamiana)系統はPSTVdの感染・増殖を抑制する効果を示し、RNAサイレンシングを利用したウイロイド抵抗性戦略の可能性が支持された。しかし、一方で、ウイロイドはRNAサイレンシングの標的となりながらも複製増殖を続けることから、ウイロイド複製とRNAサイレンシングをつなぐ未知の経路が存在する可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
ウイロイド特異的small RNAの病原性・品種・組織特異性に関する解析が予定より早く一年目で終了した。また、PSTVdの様々な配列に由来するhp-RNAを発現するタバコ(N.benthamiana)が順調に選抜でき、予定を上回るペースでそのウイロイド抵抗性検定試験が進展した。さらに、PSTVd強毒型と弱毒型のキメラウイロイド作出に成功し、次年度以降、キメラウイロイドを用いた実験系でウイロイドとRNAサイレンシングのより詳細な分析が可能になった。
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| Strategy for Future Research Activity |
基本的に当初予定の計画に沿って研究を推進する。まず、ウイロイド特異的small RNAの生合成と病原性発現機構の関連性について、感染宿主植物中のマイクロRNA発現パターンの変化を分析し、ジベレリン生合成系など病徴発現関連遺伝子群の発現変化と関連付けて評価する。また、新たに構築したキメラウイロイドの感染系を活用してウイロイドの複製増殖、宿主因子、RNAサイレンシング関連因子の相互作用を解析する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
初年度にウイロイド特異的small RNAの蓄積パターンと病原性・品種・組織特異性の関連性を解析するために、複数回の次世代シークエンス委託解析を予定していた。しかし、海外研究協力者との共同実験により品種特異性に関するデーターを共有できたので一部の委託解析が不必要になった。この経費は、今年度新たに構築したPSTVd-強毒株と弱毒株のキメラウイロイドを用いたより詳細な分析実験に充てる予定である。
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