ジャガイモXウイルスによる病徴発現に関わる宿主植物因子の網羅的解析

• 研究課題/領域番号: 16380033
• 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: 東京大学
• 研究代表者: 宇垣 正志 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (20323438)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 7,800千円 (直接経費: 7,800千円); 2006年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円); 2005年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円); 2004年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
• キーワード: ポテックウイルス / ジャガイモウイルスX / オオバコモザイクウイルス / 病徴発現 / ポテックスウイルス / モザイク / 輪状斑 / 植物ウイルス

研究概要

植物ウイルスの病徴発現機構には不明な点が多い。Potato virus X(PVX)およびPlantago asiatica mosaic virus (PlAMV)の複数の分離株を用い、病徴発現に関わるウイルス側および植物側の因子を解析した。タバコに同心円状の輪状斑を生ずるPVXのOS系統と、モザイクを生ずるBH系統を用いた解析により、ウイルスゲノムの58番塩基が病徴決定因子であることをすでに明らかにしたが、さらにOS系統感染植物の輪状斑部分で活性酸素種が検出され、細胞の過敏感反応死(HR)により誘導されるPR-la遺伝子の発現が見られた。さらに、OS系統感染植物では輪状斑の外側にもウイルスが検出された。よって輪状斑の形成機構として「植物はOSの感染を感知し感染部位の周囲を輪状に細胞死させて感染の拡大を抑えようとするが、OS系統はそれを越えて拡がり、植物はその外側に新たな輪状斑を次々に形成する」というモデルを提案した。タバコ野生種に対して植物全体の枯死を引き起こすPlAMVのLi1株とモザイクを生じるLi6株を用いた解析により、ウイルスのコードする複製酵素の1154番目のアミノ酸が病徴の決定因子であることをすでに明らかにしたが、Li1株による全身枯死では活性酸素種が検出され、イオンリークが検出されたことから、全身枯死はHR様の細胞死であると示唆された。さらに、ウイルスの全身移行は、Li1株のほうが遅れていた。よって、全身枯死病徴の機構として「植物がLi1株の感染を感知し、それを封じ込めようとHR様の反応を起こすが、移行が遅れるのみで封じ込めはできず、全身の細胞がHR様反応をおこすので植物全体が枯死する」というモデルを提案した。このように植物ウイルスの病徴のいくつかは、「HRによるウイルス封じ込めが成功しなかった状態」として説明できると考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] A single amino acid in the RNA-dependent RNA polymerase of Plantago asiatica mosaic virus contributes to systemic necrosis (2006)
  • 著者名/発表者名: Ozeki, J., Takahashi, S., Komatsu, K., Kagiwada, S., Yamashita, K., Mori, T., Hirata, H., YamaJi, Y., Ugaki, M., Namba, S.
  • 雑誌名: Archives of Virology 151 ページ: 2067-2075
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The efficiency of interference of Potato virus X infection depends on the target gene. (2006)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, S., Komatsu, K., Kagiwada, S., Ozeki, J., Mori, T., Hirata, H., Yamaji, Y., Ugaki, M., Namba, S.
  • 雑誌名: Virus Research 116 ページ: 214-217
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A single amino acid in the RNA-dependent RNA polymerase of Plantago asiatica mosaic virus contributes to systemic necrosis (2006)
  • 著者名/発表者名: Ozeki, J., Takahashi, S., Komatsu, K., Kagiwada, S., Yamashita, K., Mori, T., Hirata, H., Yamaji, Y., Ugaki, M., Namba, S.
  • 雑誌名: Archives of Virology 151 ページ: 2067-2075
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The efficiency of interference of Potato virus X infection depends on the target gene (2006)
  • 著者名/発表者名: Takahashi et al.
  • 雑誌名: Virus Research 116 ページ: 214-217
• [雑誌論文] A single amino acid residue of RNA-dependent RNA polymerase in the Potato virus X genome determines the symptoms in Nicotiana plants. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kagiwada, S., Yamaji, Y., Komatsu, K., Takahashi, S., Mori, T., Hirata, H., Suzuki, M., Ugaki, M., Namba, S.
  • 雑誌名: Virus Research 110 ページ: 177-182
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Phylogenetic characteristics, genomic heterogeneity and symptomatic variation of five closely related Japanese strains of Potato virus X. (2005)
  • 著者名/発表者名: Komatsu, K., Kagiwada, S., Takahashi, S., Mori, T., Yamaji, Y., Hirata, H., Ozeki, J., Yoshida, A., Suzuki, M., Ugaki, M., Namba, S.
  • 雑誌名: Virus Genes 31 ページ: 99-105
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Phylogenetic characteristics, genomic heterogeneity and symptomatic variation of five closely related Japanese strains of Potato virus X. (2005)
  • 著者名/発表者名: Komatsu, K., Kagiwada, S., Takahashi, S., Mori, T., Yamaji, Y., Hirata, H., Ozeki, J., Yoshida, A., Suzuki, M., Ugaki, M.Namba, S.
  • 雑誌名: Virus Genes 31 ページ: 99-105
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A single amino acid residue of RNA-dependent RNA polymerase in the Potat virus X genome determines the symptoms in Nicotiana plants. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kagiwada et al.
  • 雑誌名: Virus Research 110 ページ: 177-182
• [雑誌論文] Phylogenetic characteristics, genomic heterogeneity and symptomatic variation of five closely related Japanese strains of Potato virus X (2005)
  • 著者名/発表者名: Komatsu et al.
  • 雑誌名: Virus Genes 31 ページ: 99-105
• [雑誌論文] Secretion of immunodominant membrane protein from onion yellows phytoplasma through the Sec protein-translocation system in Escherichia coli (2004)
  • 著者名/発表者名: Kakizawa, S. et al.
  • 雑誌名: Microbiology 150 ページ: 135-142
• [雑誌論文] In planta dynamic analysis of onion yellows phytoplasma using localized inoculation by insect transmission (2004)
  • 著者名/発表者名: Wei, W.et al.
  • 雑誌名: Phytopathology 94 ページ: 244-250
• [雑誌論文] An antibody against the SecA membrane protein of one phytoplasma reacts with those of phylogenetically different phytoplasmas (2004)
  • 著者名/発表者名: Wei, W.et al.
  • 雑誌名: Phytopathology 94 ページ: 683-686