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パンデミックウイルスのゆりかご:多年生野草から農作物へのホストジャンプ機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K06048
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分39040:植物保護科学関連
研究機関東京農工大学

研究代表者

小松 健  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (60451837)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード植物ウイルス / ポテックスウイルス / オオバコ / ユリ / 多年生野草 / 系統解析 / 集団遺伝学的解析 / 適応進化 / 植物RNAウイルス / 遺伝的多様性 / 野草 / 系統学的解析 / ホストジャンプ / 集団遺伝学
研究開始時の研究の概要

世界的な貿易自由化に伴い、未知の植物ウイルスが農作物に遭遇・感染しこれらにホストジャンプし、パンデミックを引き起こす可能性が高まっている。本研究では、多年生野草が遺伝的に多様なウイルス株を生み出す「ゆりかご」として、農作物へのホストジャンプを準備している可能性を、鑑賞ユリに壊そ症状を引き起こし世界的に問題となっているオオバコモザイクウイルス(PlAMV)を用いて検証する。具体的には、(1)多年生野草に感染し続けることでウイルスの遺伝的多様性が高まるかを調査し、(2)PlAMVの野草分離株と鑑賞ユリの壊そ系統との集団遺伝学的な全ゲノム比較、および逆遺伝学的解析によりホストジャンプを実証する。

研究成果の概要

オオバコモザイクウイルス(PlAMV)は機械的伝搬性のポテックスウイルスで、ユリに壊疽を生じるほか多様な野草から分離される。新分離株を含む全34分離株の系統解析の結果、PlAMVは分離宿主や地域に対応した5クレード(Lily clade, Clade I-IV)に分かれた。分離株の植物への感染性や病徴はクレードごとに異なり、特にオオバコには、オオバコの分離株を多数含むクレード IIIの分離株のみ全身感染が認められた。また、野草分離株はいずれも鑑賞ユリに接種当代での感染が認められなかった。適応進化解析では、複製酵素と外被タンパク質コード領域を中心に各クレードに特有の適応進化座位が複数検出された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究はオオバコという誰にとっても身近な多年生野草に感染しているPlAMVというウイルスが、日本国内だけでも大きく2つの集団に分かれていることを示すとともに、これらのユリへの感染が難しいことを示した。このことは、鑑賞ユリに被害を及ぼしている本ウイルスの一群は一度だけ進化し、ユリに特殊に適応したものであることを示しており、検疫上問題となっている本ウイルスの性状把握に重要な知見を提供するものである。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 3件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Cell‐death‐independent antiviral response mediated by N resistance factor in Nicotiana benthamiana involves inhibited localization of tobamovirus movement protein to plasmodesmata2021

    • 著者名/発表者名
      Nobumitsu Sasaki, Tomoya Murakami, Nanae Yoshimoto, Ken Komatsu, Yasuhiko Matsushita, Hiroshi Nyunoya
    • 雑誌名

      Journal of General Plant Pathology

      巻: 87 号: 3 ページ: 170-177

    • DOI

      10.1007/s10327-021-00984-0

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of a Proline-Kinked Amphipathic α-Helix Downstream from the Methyltransferase Domain of a Potexvirus Replicase and Its Role in Virus Replication and Perinuclear Complex Formation2021

    • 著者名/発表者名
      Komatsu Ken、Sasaki Nobumitsu、Yoshida Tetsuya、Suzuki Katsuhiro、Masujima Yuki、Hashimoto Masayoshi、Watanabe Satoru、Tochio Naoya、Kigawa Takanori、Yamaji Yasuyuki、Oshima Kenro、Namba Shigetou、Nelson Richard S.、Arie Tsutomu
    • 雑誌名

      Journal of Virology

      巻: 95 号: 20

    • DOI

      10.1128/jvi.01906-20

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Acibenzolar-S-methyl-mediated restriction of loading of plantago asiatica mosaic virus into vascular tissues of Nicotiana benthamiana2021

    • 著者名/発表者名
      Novianti Fawzia、Sasaki Nobumitsu、Arie Tsutomu、Komatsu Ken
    • 雑誌名

      Virus Research

      巻: 306 ページ: 198585-198585

    • DOI

      10.1016/j.virusres.2021.198585

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Population Structure of Double-Stranded RNA Mycoviruses That Infect the Rice Blast Fungus Magnaporthe oryzae in Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Owashi Y, Aihara M, Moriyama H, Arie T, Teraoka T, Komatsu K
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 11 ページ: 1-10

    • DOI

      10.3389/fmicb.2020.593784

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Two novel endornaviruses co-infecting a Phytophthora pathogen of Asparagus officinalis modulate the developmental stages and fungicide sensitivities of the host oomycete2021

    • 著者名/発表者名
      Uchida K , Sakuta K , Ito A , Takahashi Y , Katayama Y , Omatsu T , Mizutani T , Arie T , Komatsu K , Fukuhara T , Uematsu S , Okada R , Moriyama H
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 3 ページ: 1-18

    • DOI

      10.3389/fmicb.2021.633502

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Spray Application of Nonpathogenic Fusaria onto Rice Flowers Controls Bakanae Disease (Caused by Fusarium fujikuroi) in the Next Plant Generation2020

    • 著者名/発表者名
      Saito Hiroki、Sasaki Mai、Nonaka Yoko、Tanaka Jun、Tokunaga Tomomi、Kato Akihiro、Thuy Tran Thi Thu、Vang Le Van、Tuong Le Minh、Kanematsu Seiji、Suzuki Tomotaka、Kurauchi Kenichi、Fujita Naoko、Teraoka Tohru、Komatsu Ken、Arie Tsutomu
    • 雑誌名

      Applied and Environmental Microbiology

      巻: 87 号: 2

    • DOI

      10.1128/aem.01959-20

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Direct and sensitive detection of a microsporidian parasite of bumblebees using loop-mediated isothermal amplification (LAMP)2020

    • 著者名/発表者名
      Kato Yuto、Yanagisawa Takahiro、Nakai Madoka、Komatsu Ken、Inoue Maki N.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 1118-1118

    • DOI

      10.1038/s41598-020-57909-8

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Acibenzolar-S-Methyl Restricts Infection of Nicotiana benthamiana by Plantago Asiatica Mosaic Virus at Two Distinct Stages2019

    • 著者名/発表者名
      Matsuo Yuki、Novianti Fawzia、Takehara Miki、Fukuhara Toshiyuki、Arie Tsutomu、Komatsu Ken
    • 雑誌名

      Molecular Plant-Microbe Interactions

      巻: 32 号: 11 ページ: 1475-1486

    • DOI

      10.1094/mpmi-03-19-0087-r

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnaporthe oryzae chrysovirus 1 strain D confers growth inhibition to the host fungus and exhibits multiform viral structural proteins.2019

    • 著者名/発表者名
      Higashiura T., Katoh Y., Urayama S.I., Hayashi O., Aihara M., Fukuhara T., Fuji S., Kobayashi S., Hase S., Arie T., Teraoka T., Komatsu K., Moriyama H.
    • 雑誌名

      Virology

      巻: 535 ページ: 241-254

    • DOI

      10.1016/j.virol.2019.07.014

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] High-Quality Draft Genome Sequence of Fusarium oxysporum f. sp. cubense Strain 160527, a Causal Agent of Panama Disease2019

    • 著者名/発表者名
      Asai Shuta、Ayukawa Yu、Gan Pamela、Masuda Sachiko、Komatsu Ken、Shirasu Ken、Arie Tsutomu
    • 雑誌名

      Microbiology Resource Announcements

      巻: 8 号: 29

    • DOI

      10.1128/mra.00654-19

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] オオバコモザイクウイルス各種分離株のオオバコおよびユリへの感染性2022

    • 著者名/発表者名
      大川あずさ・棚井偲乃・阿部遥貴・中村奈輔・山下一夫・一木(植原)珠樹・花田薫・湊菜未・藤晋一・小松健
    • 学会等名
      令和4年度日本植物病理学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] オオバコモザイクウイルスのtriple gene block protein 1 のRNAサイレンシングサプレッサー活性はウイルスの長距離移行に寄与する2022

    • 著者名/発表者名
      針山梓・根津修・有江力・小松健
    • 学会等名
      令和4年度日本植物病理学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] オオバコモザイクウイルス(PlAMV)複製酵素の膜局在性ドメインと相互作用するdynaminは複製に関与する2022

    • 著者名/発表者名
      進士陽香・佐々木信光・伊藤喜之・久田美貴・有江力・小松健
    • 学会等名
      令和4年度日本植物病理学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] RNA-seqを用いたウイルス誘導性の壊死症状に関わる宿主因子の探索2022

    • 著者名/発表者名
      新井和菜・Islam Hamim・齊藤大幹・有江力・小松健
    • 学会等名
      令和4年度日本植物病理学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] オオバコモザイクウイルスのRNAサイレンシングサプレッサー活性を弱めるTGBp1の1アミノ酸変異はウイルスの細胞間移行に影響を与える2021

    • 著者名/発表者名
      針山梓、有江力、小松健
    • 学会等名
      令和3年度 日本植物病理学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] オオバコモザイクウイルスのRNAサイレンシング サプレッサー活性に関わるtriple gene block protein 1における1アミノ酸変異が感染性に及ぼす影響2020

    • 著者名/発表者名
      針山梓、有江力、小松健
    • 学会等名
      令和2年度 日本植物病理学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] オオバコモザイクウイルスの遺伝的多様性への宿主植物の関与2020

    • 著者名/発表者名
      阿部遥貴、対馬大希、小松健、古屋実那子、山下一夫、花田薫、一木(植原)珠樹、湊菜未、藤晋一
    • 学会等名
      令和2年度 日本植物病理学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] オオバコモザイクウイルスの網羅的検出が可能なユニバーサルプライマーの構築と未知分離株の系統解析への適用2020

    • 著者名/発表者名
      棚井偲乃、古屋実那子、山下一夫、花田薫、一木(植原)珠樹、藤晋一、小松健
    • 学会等名
      令和2年度 日本植物病理学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Mechanisms underlying intraspecies differentiation of Plantago asiatica mosaic virus isolated from a variety of host plants2019

    • 著者名/発表者名
      Furuya Minako、Yamashita Kazuo、Hanada Kaoru、Uehara-Ichiki Tamaki、Fuji Shin-ichi、Komatsu Ken
    • 学会等名
      14th International Plant Virus Epidemiology Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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