果樹潜在性ウイルスベクターを利用した果樹への新機能付与技術の開発

• 研究課題/領域番号: 15380032
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物病理学
• 研究機関: 岩手大学
• 研究代表者: 吉川 信幸 岩手大学, 農学部, 教授 (40191556)
• 研究分担者: 磯貝 雅道 岩手大学, 農学部, 助教授 (30312515)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 15,500千円 (直接経費: 15,500千円); 2006年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円); 2005年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円); 2004年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円); 2003年度: 6,500千円 (直接経費: 6,500千円)
• キーワード: ウイルスベクター / リンゴ小球形潜在ウイルス / RNAサイレンシング / FT遺伝子 / 開花促進 / RNAサイレンシグ / ダイアポジン / ウイルス誘導ジーンサイレンシグ / プロテアーゼ

研究概要

本研究は、果樹類に広く潜在感染しているウイルスの感染性cDNAクローンを構築後、これを病虫害抵抗性遺伝子など各種有用遺伝子導入のためのウイルスベクターとして改変することにより、果樹類への簡便で新規な遺伝導入法の開発を目的として開始したものである。研究成果の概要は次のとおりである。
1)外来遺伝子を安定的に発現する果樹ウイルスベクターの構築
リンゴに病徴を出すことなく潜在感染するリンゴ小球形潜在ウイルス(ALSV)ゲノムの感染性cDNAクローンを構築後、外来遺伝子を安定的に発現できるウイルスベクターヘの改変に成功した。
2)ウイルスベクターを利用した植物体での外来遺伝子の発現
ウイルスベクターとしてのALSVの有用性を調べるために、外来遺伝子としてグリーン蛍光タンパク質(GFP)を発現するALSVを作出し、GFP発現をマーカーにして草本植物でのALSVの細胞間および全身移行を解析した。またGFPの変異体であるYFPおよびCFPを発現するALSVペクターを作出し、異なる蛍光色素で標識したALSV(ALSV-YFPとALSV-CFP)の混合感染葉でのすみ分け現象を明らかにした。さらに、ALSVを用いて昆虫由来の抗菌性ペプチドの植物体での発現にも成功した。
3)ウイルスベクターのサイレンシング誘導ベクターとしての利用
タバコの3種内在性遺伝子(PDS、SUおよびPCNA)の一部を導入した組換えウイルス(tPDS400-ALSV、SU-ALSVおよびPCNA-ALSV)を作出後、4種類のNicotiana植物(タバコ、N.benthamiana、N.glutinosa、およびN.occidentalis)に接種した結果、これら内在性遺伝子のサイレンシングを効率良く誘導することが明らかになった。また、ALSVベクターはシロイヌナズナ内在性遺伝子のサイレンシングを効率良く誘導した。
4)Flowering locus T(FT)遺伝子を発現するウイルスベクターを利用した植物の開花促進
シロイヌナズナの花芽形成関連遺伝子FLOWERIN LOCUST(FT)の全長をALSVベクターに導入し、FT-ALSVベクターの感染によるシロイヌナズナおよびナス科植物の花芽形成への影響を解析した。その結果、供試したすべての植物で開花の大幅な促進が観察された。

研究成果

• [雑誌論文] Analysis of spatial distribution of two virus populations differently labeled with cyan and yellow fluorescent proteins in co-infected plants. (2007)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, T., Sugawara, T., Yamatsuta, T., Isogai, M., et al.
  • 雑誌名: Phytopathology 97(in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Analysis of spatial distribution of two virus populations differently labeled with cyan and yellow fluorescent proteins in co-infected plants. (2007)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, T., Sugawara, T., Yamatsuta, T., Isogai, M., Natsuaki, T., Yoshikawa, N.
  • 雑誌名: Phytopathology 97
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Apple chlorotic leaf spot virus 50 kDa movement protein acts as a suppressor of systemic silencing without interfering with local silencing in Nicotiana benthamiana (2007)
  • 著者名/発表者名: Hajime, Y., Isogai, M., Yoshikawa, N., et al.
  • 雑誌名: Journal of General Virology 88 ページ: 316-324
• [雑誌論文] A movement protein and three capsid proteins are all necessary for the cell-to-cell movement of apple latent spherical cheravirus (2006)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa, N., Okada, K., Asanma, K., Watanabe, K., et al.
  • 雑誌名: Archives of Virology 151 ページ: 837-848
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Protein-protein- and protein-RNA-binding properties of the movement protein and VP25 coat protein of Apple latent spherical virus (2006)
  • 著者名/発表者名: Isogai, M., Watanabe, K., Uchidate, Y., Yoshikawa, N.
  • 雑誌名: Virology 353 ページ: 178-187
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] 異なる蛍光色素でタグをしたウイルス利用による混合感染と干渉作用の解析 (2006)
  • 著者名/発表者名: 高橋 翼, 吉川信幸, 夏秋知英
  • 雑誌名: 植物ウイルス病研究会レポート(ISSN 0919-2956) 8 ページ: 29-38
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] リンゴ小球形潜在ウイルスの感染・移行とRNAサイレンシングの誘導 (2006)
  • 著者名/発表者名: 吉川信幸, 山蔦 翼, 佐々木伸浩ら
  • 雑誌名: 植物感染生理談話会論文集(ISSN1345-8086) 42 ページ: 107-116
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A movement protein and three capsid proteins are all necessary for the cell-to-cell movement of apple latent spherical cheravirus. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa, N., Okada, K., Asanuma, K., Watanabe, K., Igarashi, A., Li, C., Isogai, M.
  • 雑誌名: Archives of Virology 151 ページ: 837-848
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Protein-protein-and protein-RNA-binding properties of the movement protein and VP25coat protein of Apple latent spherical virus. (2006)
  • 著者名/発表者名: Isogai, M., Watanabe, K., Uchidate, Y., Yoshikawa, N.
  • 雑誌名: Virology 352 ページ: 178-187
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Virus movement and induction of RNA silencing in plants infected with Apple latent spherical virus. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa, N., Yamatsuta, T., Sasaki, N., Igarashi, A., Yamagata, K., Yaegashi, H., Takahashi, T., Isogai, M.
  • 雑誌名: Proceedings of PSJ Plant-Microbe Interactions 42 ページ: 107-116
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Analysis of the interactions between plants viruses in mixed infected plants using green, yellow and cyan fluorescent proteins. (2006)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, T., Yoshikawa, N., Natsuaki, T.
  • 雑誌名: PSJ Plant Virus Disease Workshop Report 8 ページ: 29-38
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Prorein-protein- and protein-RNA-binding properties of the movement protein and VP25 coat protein of Apple latent spherical virus. (2006)
  • 著者名/発表者名: Isogai, M., Watanabe, K, Uchidate, Y., Yoshikawa, N.
  • 雑誌名: Virology 352 ページ: 178-187
• [雑誌論文] 異なる蛍光色素でタグしたウイルス利用による混合感染と干渉作用の解析 (2006)
  • 著者名/発表者名: 高橋 翼, 吉川信幸, 夏秋知英
  • 雑誌名: 植物ウイルス病研究会レポート(ISSN 0919-2956) 8 ページ: 29-38
• [雑誌論文] リンゴ小球形潜在ウイルスの感染・移行とRNAサイレンシングの誘導 (2006)
  • 著者名/発表者名: 吉川信幸, 山蔦 翼, 佐々木伸浩, ら
  • 雑誌名: 植物感染生理談話会論文集(ISSN 1345-8086) 42 ページ: 107-116
• [雑誌論文] Interference of long-distance movement of Grapevine berry inner necrosis virus in transgenic plants expressing a defective movement protein of Apple chlorotic leaf spot virus (2006)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa, N. et al.
  • 雑誌名: Phytopathology (DOI : 10.1094/PHYTO-96-0378) (96)
• [雑誌論文] A movement protein and three capsid proteins are all necessary for the cell-to-cell movement of Apple latent spherical cheravirus (2005)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa, N. et al.
  • 雑誌名: Archives of Virology (DOI 10.1007/s00705-005-0689-4) (151)
• [雑誌論文] Mapping the RNA-binding domain on the Apple chlorotic leaf spot virus movement protein. (2005)
  • 著者名/発表者名: Isogai, M., Yoshikawa, N.
  • 雑誌名: Journal of General Virology 86 ページ: 225-229
• [雑誌論文] Stable expression of foreign proteins in herbaceous and apple plants using Apple latent spherical virus RNA2 vectors. (2004)
  • 著者名/発表者名: Li, C., Sasaki, M., Isogai, M., Yoshikawa, N.
  • 雑誌名: Archives of Virology 149 ページ: 1541-1558
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Stable expression of foreign proteins in herbaceous and apple plants using Apple latent spherical virus RNA2 vectors. (2004)
  • 著者名/発表者名: Li C, Sasaki N, Isogai M, Yoshikawa N
  • 雑誌名: Archives of Virology 149 ページ: 1541-1558
• [図書] Virus Taxonomy 8^<th> Report of ICTV (2005)
  • 著者名/発表者名: Le Gall, O., Iwanami, T., Karasev, A.V., Jones, T., Letho, K., Sanfacon, H., Wellink, J., Wetzel, T., Yoshikawa, N.
  • 出版者: Family Sequeviridae, Genus Sadwavirus, Genus Cheravirus, and Family Comoviridae.
• [文献書誌] C.Li, Sasaki, N., Isogai, M., Yoshikawa, N.: "Stable expression of foreign proteins in herbaceous and apple plants using Apple latent spherical virus RNA2 vectors"Archives of Virology. 149(In press). (2004)