植物の病徴発現に関わるマイクロRNAを介した遺伝子制御ネットワークの解明

• Project/Area Number: 08J07252
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: 基礎ゲノム科学
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 橋本 将典 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2008 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 2010: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2009: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2008: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
• Keywords: 植物ウイルス / 病徴発現 / シグナル伝達経路 / 植物病原微生物 / 遺伝子制御ネットワーク / 植物RNAウイルス / 形態異常 / RNAサイレンシング

Research Abstract

植物病原微生物は、植物に感染し、壊死・黄化・モザイク・萎縮などの多様な病徴を呈するが、それらの病徴発現の分子メカニズムは明らかにされていない。本研究では、植物病原微生物の感染により引き起こされる特徴的な症状について、宿主植物のゲノム情報を利用し病徴発現における遺伝子制御ネットワークの解明を目的としている。
本年度は、植物ウイルスであるplantago asiatica mosaic virus (PIAMV)がタバコ属植物に引き起こす激しい壊死症状の分子メカニズムについて解析を行った。その結果、PIAMV感染により引き起こされる全身壊死は植物の代表的な抵抗性反応である過敏感反応(HR)と類似した反応であることを明らかにした。さらに、全身壊死誘導に関わる宿主側の因子を同定し、壊死誘導に至るシグナル伝達経路の一部を解明した。すなわち、PIAMV感染による全身壊死に至るシグナル伝達経路は、下流でウイルス増殖抑制を伴う経路と細胞死を誘導する経路に分岐しており、これはHRのシグナル伝達経路にも共通した性質であることを明らかにした。
加えて、PIAMV感染により全身壊死の原因となるウイルス因子(エリシター)を特定した。エリシターは、全身壊死を誘導しないPIAMV弱毒分離株にもコードされており、エリシターの蓄積量を低くコントロールすることにより全身壊死誘導の有無が決定されることを見出した。
以上を要するに、本研究においては植物ウイルス感染による病徴誘導の分子メカニズムに関する解析を行い、宿主側のシグナル伝達経路を明らかにするなどウイルスと宿主植物とのせめぎ合いを分子レベルで明らかにし、病徴誘導に至るシグナルネットワークの一端を解明した。

Research Products

• [Journal Article] A necrosis-inducing elicitor domain encoded by both symptomatic and asymptomatic Plantago asiatica mosaic virus isolates, whose expression is modulated by virus multiplication (2011)
  • Author(s): Komatsu K., Hashimoto M., et al.
  • Journal Title: Molecular Plant-Microbe Interactions Volume: 24 Pages: 408-420
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Viral-induced systemic necrosis in plants involves both programmed cell death and the inhibition of viral multiplication, which are regulated by independent pathways. (2010)
  • Author(s): Komatsu K., Hashimoto M., et al.
  • Journal Title: Molecular Plant-Microbe Interactions Volume: 23 Pages: 283-293
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Complete nucleotide sequence and genome organization of butterbur mosaic virus (2009)
  • Author(s): Hashimoto M., et al.
  • Journal Title: Archives of Virology 154 Pages: 1455-1458
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The N-terminal region of the Plantago asiatica mosaic virus coat protein is required for cell-to-cell movement, but is dispensable for virion assembly (2009)
  • Author(s): Ozeki J., Hashimoto M., et al.
  • Journal Title: Molecular Plant-Microbe Interactions 22 Pages: 677-685
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A unique virulence factor for proliferation and dwarfism in plants identified from a phytopathogenic bacterium (2009)
  • Author(s): Hoshi A., Oshima K., Kakizawa S., Ishii Y., Ozeki J., Hashimoto M., et al.
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci USA. 106 Pages: 6416-6421
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Complete nucleotide sequence of asparagus virus 3 (2008)
  • Author(s): Hashimoto, M., Ozeki, J., Komatsu, K., Senshu, H., Kagiwada, S., Mori, T., Yamaji, Y., Namba, S.
  • Journal Title: Archives of Virology 153 Pages: 219-221
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nucleotide sequence analysis of seven Japanese isolates of Plantago asiatica mosaic virus (PlAMV) : a unique potexvirus with significantly high genomic and biological variability within the species (2008)
  • Author(s): Komatsu, K., Yamiji, Y., Ozeki, J., Hashimoto, M., Kagiwada, S., Takahashi, S., Namba, S.
  • Journal Title: Archives of Virology 153 Pages: 193-198
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Complete nucleotide sequence of a California isolate of Radish mosaic virus (2008)
  • Author(s): Komatsu, K., Hatada, K., Hashimoto, M., Ozeki, J., Maejima, K., Kagiwada, S., Yamaji, Y., Namba S.
  • Journal Title: Archives of Virology 153 Pages: 2167-2168
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ウイルス誘導性の植物体全身壊死はウイルスの蓄積量抑制を伴う (2011)
  • Author(s): 小松健、岡野由香里、白石拓也、橋本将典、尾関丈二、千秋博子、山次康幸、難波成任
  • Organizer: 日本植物病理学会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館(京都)
• [Presentation] ウイルス感染により植物体に引き起こされる全身壊死に関与する宿主因子 (2011)
  • Author(s): 橋本将典、岡野由香里、白石拓也、小松健、尾関丈二、千秋博子、山次康幸、難波成任
  • Organizer: 日本植物病理学会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館(京都)
• [Presentation] Radish mosaic virus (RaMV)カリフォルニア分離株のゲノム全塩基配列のゲノムRNA全塩基配列の解析 (2009)
  • Author(s): 畑田康司, 川西剛史, 尾関丈二, 小松健, 橋本将典, 山次康幸, 難波成任
  • Organizer: 日本植物病理学会
  • Place of Presentation: 山形
• [Presentation] Potexvirus 属ウイルスによるRNAサイレンシング抑制能の比較解析 (2008)
  • Author(s): 千秋博子, 尾関丈二, 橋本将典, 小松健, 青山倫子, 山次康幸, 難波成任
  • Organizer: 日本植物病理学会
  • Place of Presentation: 松江
• [Presentation] Analysis of the systemic necrosis in Nicotiana benthamiana indiced by plantago asiaticamo mosaic virus infection (2008)
  • Author(s): Komatsu, K., Hashimoto, M., Ozeki, J., Aoyama, M., Yamaji, Y., Namba, S.
  • Organizer: IUMS
  • Place of Presentation: トルコ