チューリップモザイク病の分子機構と生物学的意義の解明

• 研究課題/領域番号: 21K05611
• 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: 岩手大学
• 研究代表者: 八重樫 元 岩手大学, 農学部, 准教授 (90582594)
• 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: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 植物ウイルス / チューリップモザイク病 / アントシアニン / カルコンシンターゼ / ウイルスベクター / チューリップ / チューリップモザイクウイルス / 病原性 / ポティウイルス / アブラムシ

研究開始時の研究の概要

本研究では、「なぜ植物ウイルスは病気を引き起こすのか？」という根本的な問いを追求するため、植物ウイルス病として世界的にも有名なチューリップモザイク病の花の色割れ（着色攪乱）の発病メカニズムを遺伝子レベルで解明する。さらに、「着色攪乱を呈するチューリップがアブラムシの行動に影響を及ぼす」という仮説を検証し、植物ウイルス病の生物学的意義の理解に挑戦する。

研究成果の概要

本研究では、チューリップモザイクウイルス(TulMV)による着色攪乱機構を明らかにするため、TulMV感染したチューリップ品種「紫水晶」の花弁におけるアントシアニン合成関連遺伝子の発現変動を解析した。その結果、カルコンシンターゼ遺伝子（CHS）の発現がTulMV感染により低下することを見出した。CHSの機能解析を行うため、リンゴ小球形潜在ウイルス（ALSV）ベクターの利用を検討したが、ALSVは本研究で供試したチューリップ品種には全身感染しなかった。以上より、本研究でチューリップの着色攪乱の原因候補遺伝子がCHSであることを明らかにしたが、その機能を明らかにするには、さらなる研究が必要である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

チューリップモザイク病は世界的に有名なウイルス病の一つであるが、その特徴的な病徴である花弁の色割れの分子機構は不明のままである。本研究ではチューリップモザイクウイルスが感染し、色割れを呈する花弁における遺伝子発現変動を網羅的に解析し、アントシアニン合成経路に関わるCHS遺伝子が原因であることを強く示唆した。今後のさらなる研究により、CHSの発現量低下メカニズムを解明できれば、色割れを人為的に再現することによりアブラムシの選好性操作や、新品種育成に関する研究に繋がり、植物保護のみならず園芸分野にも貢献すると期待される。