研究課題
基盤研究(C)
種子伝染性ウイルスは、感染する植物種によって種子伝染率が大きく異なる点が挙げられる。これまでの解析から、その原因が、胚における各植物種が持つウイルス防御機構であるRNAサイレンシングとウイルスの持つRNAサイレンシングを抑制する能力との“せめぎ合い” がもたらす結果であると推察された。そこで、RNAサイレンシングに関与する植物遺伝子の発現を抑制および停止させた形質転換植物を用いて、ウイルスの種子伝染率や胚感染の変化を解析することにより、植物ウイルスの種子伝染を阻害する防御機構の一つがRNAサイレンシングであることを証明する。
ラズベリー黄化ウイルス(RBDV)は、感染レッドラズベリーに、健全レッドラズベリーの花粉を授粉すると、ウイルスが種子の胚に感染して種子伝染する。しかし、感染Nicotiana benthamiana (感染Nb)に、健全Nbの花粉を授粉しても種子伝染しないことを突き止めた。さらに、Chromogenic in situ hybridization解析により、感染Nbにおけるウイルスの局在を解析すると、RBDVが胚のうにも感染しているにも関わらず、健全な精細胞と受精させると、胚乳にウイルスが検出されるにもかかわらず、胚にはウイルスが検出されなかった。このことから、Nbでは、種子中の胚にウイルスが感染できないことで、種子伝染が阻止されていることが分かった。そこで、「ウイルスのRSS活性が弱く作用するNbの様な植物では、植物が持つRNAサイレンシングにより、胚へのウイルス感染が阻害されることで、種子伝染が妨げられるが、RSS活性が強く作用するラズベリーのような植物では、RNAサイレンシングが抑制され、胚へのウイルス感染が可能となり、種子伝染が成立する。」という仮説を立て、これを証明する実験を行った。具体的には、DCL2とDCL4の発現を2重にノックアウトとしたΔD2ΔD4-NbおよびRDR6の発現をノックアウトしたΔRDR6-Nbを用いて、RNAサイレンシングを抑制した条件で、RBDVの種子伝染を解析した。しかしながら、ΔD2ΔD4-NbおよびΔRDR6-Nbでも、胚へのウイルス感染が検出されず、RBDVの種子伝染も認められなかった。このことから、NbにおけるRBDVの胚への感染阻害による種子伝染を回避メカニズムには、RNAサイレンシングによるウイルス抵抗性は関与していないと考えられた。
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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 2件) 学会発表 (10件) 備考 (3件)
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https://www.elsevierblogs.com/virology/how-viruses-hitch-a-ride-on-pollen-to-infect-plants/
http://www.agr.iwate-u.ac.jp/lab/%e6%a4%8d%e7%89%a9%e7%97%85%e7%90%86%e5%ad%a6%e7%a0%94%e7%a9%b6%e5%ae%a4/
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