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ニンニクウイルスOYDVがLYSVにアブラムシ伝搬を依存する分子メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 21H02190
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
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) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
キーワードOYDV / LYSV / HC-Pro / アブラムシ / Stylin / 進化 / ポティウイルス / アブラムシ伝搬 / ニンニク / virus / garlic / ウイルス
研究開始時の研究の概要

北海道産ニンニクには2つのpotyvirus、ネギ萎縮ウイルス(OYDV)とリーキ黄色条斑ウイルス(LYSV)が混合感染している。OYDVのアブラムシ伝搬に必須のタンパク質HC-Proのシーケンスを解析したところ、N末端に大きな欠失があり、北海道産OYDVはアブラムシ伝搬能を失っているものと推測された。研究代表者は、OYDVはアブラムシ伝搬をLYSVに依存しているのではないかという仮説を持った。アブラムシがウイルスを獲得するには、CP-HC-Pro複合体がアブラムシの口針のStylin受容体に結合できるのではないかと想定され、この結合の存在の有無を明らかにする。

研究成果の概要

ニンニクにはポティウイルス、タマネギ萎縮ウイルス(OYDV)とリーキ黄色条斑ウイルス(LYSV)が混合感染している。本研究では、欠損HC-Proを生産する OYDVのアブラムシ伝搬が、LYSVのHC-Proに依存していることを証明した。また、欠損HC-Proは、アブラムシの口針タンパク質StylinやRRIと結合できないことをin vitro結合試験で明らかにした。HC-Proは、また、RNA silencing suppressor (RSS)でもある。LYSVのバイオインフォマティクス解析によって、OYDVにとって欠損HC-Proを作り出したことは、進化にむしろ有利に働いたと結論した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ニンニクに感染するポティウイルス(OYDVとLYSV)はアブラムシで周囲に伝搬される。北海道産ニンニクに検出されるOYDVは、アブラムシ伝搬能を喪失しており、この原因はHC-Proタンパク質のN末端にあるアミノ酸配列の欠失と考えられた。本研究では、「OYDVがアブラムシ伝搬をLYSVに依存していること、そしてそのメカニズム」を分子生物学的手法によって証明した。この知見によりニンニクのウイルスフリー化には、LYSVの除去が一義的に重要であると言える。すなわち、本研究成果は、北海道における今後のウイルスフリー化とニンニク収量増に大きく貢献するものと言える。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] An Inexpensive System for Rapid and Accurate On-site Detection of Garlic-Infected Viruses by Agarose Gel Electrophoresis Followed by Array Assay2024

    • 著者名/発表者名
      Furuta Kazuyoshi、Kawakubo Shusuke、Sasaki Jun、Masuta Chikara
    • 雑誌名

      The Plant Pathology Journal

      巻: 40 号: 1 ページ: 40-47

    • DOI

      10.5423/ppj.ft.11.2023.0146

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Host-specific adaptation drove the coevolution of leek yellow stripe virus and Allium plants2023

    • 著者名/発表者名
      Kawakubo Shusuke、Kim Hangil、Takeshita Minoru、Masuta Chikara
    • 雑誌名

      Microbiology Spectrum

      巻: 11 号: 5 ページ: 02340-23

    • DOI

      10.1128/spectrum.02340-23

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Leek yellow stripe virus can adjust for host adaptation by trimming the N-terminal domain to allow the P1 protein to function as an RNA silencing suppressor.2022

    • 著者名/発表者名
      Sasaki, J., Kawakubo, S., Kim, H., Kim, O.-K., Yamashita, K., Shimura, H. and Masuta, C.
    • 雑誌名

      Plant Pathology Journal

      巻: 38 号: 4 ページ: 383-394

    • DOI

      10.5423/ppj.ft.06.2022.0077

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Coevolution of leek yellow stripe virus and Allium plants driven by host adaptive diversification and protein involvement of RNA silencing suppressor2023

    • 著者名/発表者名
      Shusuke Kawakubo, Hangil Kim, Minoru Takeshita, and Chikara Masuta
    • 学会等名
      8th European Congress of Virology
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Host-adaptive evolution of leek yellow stripe virus determined by viral RNA silencing suppressor activity in a host-dependent manner2023

    • 著者名/発表者名
      Shusuke Kawakubo, Hangil Kim, Minoru Takeshita, and Chikara Masuta
    • 学会等名
      The 70th Annual Meeting of the Japanese Society for Virology
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] リーキ黄色条斑ウイルスとネギ属植物の共進化:リーキからニンニクへの宿主適応2023

    • 著者名/発表者名
      川久保修佑、Hangil Kim、竹下稔、増田税
    • 学会等名
      令和5年度日本植物病理学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] リーキ黄色条斑ウイルスのP1タンパク質における欠失は宿主域を拡大させる適応進化である2022

    • 著者名/発表者名
      川久保修佑、佐々木純、Hangil Kim、Ok-kyong Kim、山下和夫、志村華子、増田税
    • 学会等名
      第69回日本ウイルス学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] リーキ黄色条斑ウイルスの宿主適応的系統進化2022

    • 著者名/発表者名
      川久保修佑、Hangil Kim、竹下稔、増田税
    • 学会等名
      令和4年度日本植物病理学会北海道部会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ニンニクウイルスの宿主適応戦略を逆手にとったウイルス駆逐作戦2021

    • 著者名/発表者名
      Kim, H. and Masuta, C.
    • 学会等名
      日本植物病理学会 令和3年度植物感染生理談話会(オンライン)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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