キュウリモザイクウイルスサテライトRNAによるタバコ黄化誘導機構の全容解明

• 研究課題/領域番号: 16H04880
• 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: 植物保護科学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 増田 税 北海道大学, 農学研究院, 教授 (60281854)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円); 2018年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2017年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2016年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
• キーワード: RNAサイレンシング / キュウリモザイクウイルス / サテライトRNA / 病徴誘導 / 光合成 / サイレンシング / 黄化

研究成果の概要

キュウリモザイクウイルス（CMV）のY-satellite RNA (Y-sat)がタバコに感染するとクロロフィル合成遺伝子（ChlI）へのRNAサイレンシング（RS）によってタバコは黄化する。この黄化にはRS経路の因子RDR6によるsecondary siRNA増幅システムが重要あった。ChlIは気孔の開閉にも関わるが、黄化植物ではサリチル酸を活用して健全植物よりも優れた乾燥耐性を示した。また、この黄化現象はアブラムシによってCMVが伝搬されることに有利に作用している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

植物におけるウイルス病の病徴発現メカニズムを分子レベルで理解できれば、ウイルス病の防除対策の立案に大きく貢献できる。本研究で、一見偶然にみえるウイルス感染によるタバコの黄化が、実は、アブラムシを介したウイルス伝搬に有利な状況を作り出すウイルス側の巧緻な戦略であることが明らかになった。このような研究成果は、植物とウイルスの闘い（共生）と生き残り戦略の理解につながり、現在我々が食料として利用している作物の栽培を最大限に高度化するための基盤知見として高い学術的意義を有するものと考える。

研究成果

• [雑誌論文] Transcriptional silencing of 35S driven-transgene is differentially determined depending on promoter methylation heterogeneity at specific cytosines in both plus-and minus-sense strands. (2019)
  • 著者名/発表者名: Matsunaga, W., Shimura, H., Shirakawa, S., Isoda, R., Inukai, T., Matsumura, T., and Masuta, C.
  • 雑誌名: BMC Plant Biology 巻: 19 号: 1 ページ: 24-24
  • DOI: 10.1186/s12870-019-1628-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Rapid transient protein production by the coat protein-deficient cucumber mosaic virus vector: non-packaged CMV system, NoPaCS. (2018)
  • 著者名/発表者名: Fukuzawa N., Masuta, C., and Matsumura, T.
  • 雑誌名: Plant Cell Reports 巻: 37 号: 11 ページ: 1513-1522
  • DOI: 10.1007/s00299-018-2322-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Allexiviruses may have acquired insert sequences between the CP and CRP genes to change the translation reinitiation strategy of CR. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, N, Shimura, H., and Masuta, C.
  • 雑誌名: Archives of Virology 巻: 163 号: 6 ページ: 1419-1427
  • DOI: 10.1007/s00705-018-3749-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Increased susceptibility of potato to Rhizoctonia diseases in Potato leafroll virus-infected plants (2017)
  • 著者名/発表者名: Ito Mai、Meguro-Maoka Ayano、Maoka Tetsuo、Akino Seishi、Masuta Chikara
  • 雑誌名: Journal of General Plant Pathology 巻: 83 号: 3 ページ: 169-172
  • DOI: 10.1007/s10327-017-0707-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Construction of a system for the strawberry nursery production towards elimination of latent infection of anthracnose fungi by a combination of PCR and micro tube-hybridization (PCR-MTH) (2017)
  • 著者名/発表者名: Furuta, K., Nagashima, S., Inukai, T., and Masuta, C.
  • 雑誌名: Plant Pathology Journal 巻: 33 号: 1 ページ: 80-86
  • DOI: 10.5423/ppj.nt.05.2016.0132
  • 査読あり
• [雑誌論文] rgs-CaM Detects and Counteracts Viral RNA Silencing Suppressors in Plant Immune Priming. (2017)
  • 著者名/発表者名: Jeon EJ, Tadamura K, Murakami T, Inaba J-I, Kim BM, Sato M, Atsumi G, Kuchitsu K, Masuta C, Nakahara KS
  • 雑誌名: Journal of Virology 巻: 91 号: 19 ページ: 00761-17
  • DOI: 10.1128/jvi.00761-17
  • NAID: 120006416011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interaction between Cucumber mosaic virus 2b protein and plant catalase induces a specific necrosis in association with proteasome activity (2017)
  • 著者名/発表者名: Murota, K., Shimura, H., Takeshita, M. and Masuta, C.
  • 雑誌名: Plant Cell Report 巻: 36 号: 1 ページ: 37-47
  • DOI: 10.1007/s00299-016-2055-2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Virus-induced gene silencing (VIGS) in <i>Lilium leichtlinii</i> using the <i>Cucumber mosaic virus</i> vector (2016)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Tasaki, Hiroyuki Terada, Chikara Masuta, Masumi Yamagishi
  • 雑誌名: Ｐｌａｎｔ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 巻: 33 号: 5 ページ: 373-381
  • DOI: 10.5511/plantbiotechnology.16.1018a
  • NAID: 130005188239
  • ISSN: 1342-4580, 1347-6114
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ascorbic acid accumulates as a defense response to Turnip mosaic virus in resistant Brassica rapa cultivars. (2016)
  • 著者名/発表者名: ujiwara, A., Togawa, S., Hikawa, T., Matsuura, H., Masuta, C. and Inukai, T.
  • 雑誌名: Journal of Experimental Botany 巻: 67 号: 14 ページ: 4391-4402
  • DOI: 10.1093/jxb/erw223
  • NAID: 120005853073
• [雑誌論文] Aquaporin-mediated long-distance polyphosphate translocation directed towards the host in arbuscular mycorrhizal symbiosis: application of virus-induced gene silencing (2016)
  • 著者名/発表者名: Kikuchi, Y., Hijikata, N., Ohtomo, R., Handa, Y., Kawaguchi, M., Saito, K., Masuta, C., Ezawa, T
  • 雑誌名: New Phytologist 巻: 211 号: 4 ページ: 1202-1208
  • DOI: 10.1111/nph.14016
  • NAID: 120006343690
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemical Promotion of Endogenous Amount of ABA in Arabidopsis thaliana by a Natural Product, Theobroxide. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamashita, Y., Ota, M., Inoue, Y., Hasebe, Y., Okamoto, M., Inukai, T., Masuta, C., Sakihama, Y., Hasidoko, Y., Kojima, M., Sakakibara, H., Inage, Y., Takahashi, K., Yoshihara, T., and Matsuura H.
  • 雑誌名: Plant Cell and Physiology 巻: 57 号: 5 ページ: 986-999
  • DOI: 10.1093/pcp/pcw037
  • 査読あり
• [学会発表] A technique to reduce DNA methylation in a sequence-specific manner by using a ribozyme-expressing cucumber mosaic virus vector. (2018)
  • 著者名/発表者名: Wataru Matsunaga, Reika Isoda, Tsuyoshi Inukai, Takeshi Matsumura and Chikara Masuta
  • 学会等名: International Congress of Plant Pathology 2018
  • 国際学会
• [学会発表] ウイルスベクターから供給したリボザイムは配列特異的に脱メチル化を誘導する (2018)
  • 著者名/発表者名: 礒田玲華，松永航，白川千里，犬飼剛，松村健，増田税
  • 学会等名: 第60回日本植物生理学会年会
• [学会発表] タマネギ萎縮ウイルス日本分離株のHC-Proタンパク質はN末端を欠失している (2018)
  • 著者名/発表者名: 青木那奈，高橋春南，礒田玲華，増田税
  • 学会等名: 日本植物病理学会北海道部会
• [学会発表] キュウリモザイクウイルスサテライトRNAが感染したベンタミアーナにおいて観察される乾燥耐性の発現機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 増山翔太・林勇作・松浦英幸・増田税
  • 学会等名: 日本植物病理学会北海道部会
• [学会発表] ウイルスフリーニンニク鱗片の大きさと糖度の均一性について (2017)
  • 著者名/発表者名: 高橋春南・両國香・増田税
  • 学会等名: 日本植物病理学会北海道部会
• [学会発表] PH01-type fungal transporter is responsible for phosphate export to the host in arbuscular mycorrhizal symbiosis (2017)
  • 著者名/発表者名: Hayato Maruyama, Kaede Yokoyama, Yusuke Kikuchi, Natsuki Nakanishi, Ayumi Abe, Teruo Sone, Katsuharu Saito, Chikara Masuta and Tatsuhiro Ezawa
  • 学会等名: 3rd International Molecular Mycorrhiza Meeting (France)
  • 国際学会
• [学会発表] PH01-type transporter of arbuscular mycorrhizal fungi mediates phosphate export in the plant-fungal interface (2017)
  • 著者名/発表者名: Hayato Maruyama, Kaede Yokoyama, Yusuke Kikuchi, Natsuki Nakanishi, Ayumi Abe, Teruo Sone, Katsuharu Saito, Chikara Masuta and Tatsuhiro Ezawa
  • 学会等名: 9th International Conference on Mycorhiza (Czech Republic)
  • 国際学会
• [学会発表] Rhizophagus clarus-ウイルス間相互作用に駆動される酸性土壌適応：大陸間隔離株の共通ウイルスは酸性土壌において正の選択圧を受ける (2016)
  • 著者名/発表者名: 鈴木芽以、中西夏輝、丸山隼人、俵谷圭太郎、増田税、江沢辰広
  • 学会等名: 菌根研究会2016年大会
  • 発表場所: 千葉大学西千葉キャンパス（千葉県千葉市）
  • 年月日: 2016-12-10
• [学会発表] キュウリモザイクウイルス2bタンパク質によるゲノムワイドなメチル化に関するin silico解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 白川千里、外川靖子、犬飼剛、増田税
  • 学会等名: 日本植物病理学会北海道部会
  • 発表場所: かでる2・7（北海道札幌市）
  • 年月日: 2016-10-19
• [学会発表] 茎頂培養によりウイルスフリー化した八紘ニンニクの収量・品質の変化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 両國香、志村華子、増田税
  • 学会等名: 日本植物病理学会北海道部会
  • 発表場所: かでる2・7（北海道札幌市）
  • 年月日: 2016-10-19
• [学会発表] Cucumber mosaic virus感染後のトウガラシにおけるアスコルビン酸代謝関連遺伝子群のエピジェネティクス発現制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 妙中駿之、古谷未咲、松村健、増田税
  • 学会等名: 日本植物病理学会北海道部会
  • 発表場所: かでる2・7（北海道札幌市
  • 年月日: 2016-10-19
• [学会発表] ウイルス外被タンパク質遺伝子を欠失させたCMVベクターを用いたアグロインフェクション法 (2016)
  • 著者名/発表者名: 福澤徳穂、佐藤敦子、増田税、松村健
  • 学会等名: 日本植物細胞分子生物学会
  • 発表場所: 信州大学繊維学部（長野県上田市）
  • 年月日: 2016-09-01
• [学会発表] Cucumber mosaic virus 2b protein alters the plant epigenomes (2016)
  • 著者名/発表者名: Yasuko TOGAWA, Raku SAITO, Senri SHIRAKAWA, Chikara MASUTA
  • 学会等名: The Plant Biotech 2016
  • 発表場所: Queen's University in Kingston, ON, Canada
  • 年月日: 2016-06-19
• [図書] Metagenomic analyses of the viruses detected in mycorrhizal funji and their host orchid. In Methods Mol Biol. (2018)
  • 著者名/発表者名: Methods Mol Biol. 2018;1746:161-172. doi: 10.1007/978-1-4939-7683-6_12. Metagenomic Analyses of the Viruses Detected in Mycorrhizal Fungi and Their Host Orchid. Shimura H1, Masuta C2, Koda Y2.
  • 総ページ数: 12
  • 出版者: The Humana Press Inc.
• [産業財産権] 植物における標的DNAのメチル化を抑制する方法 (2018)
  • 発明者名: 増田税・犬飼剛・松永航・磯田玲華・松村健・厚見剛
  • 権利者名: 増田税・犬飼剛・松永航・磯田玲華・松村健・厚見剛
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2018-139316
  • 出願年月日: 2018