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植物ウイルスによる媒介昆虫の宿主選好性操作メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K14854
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分39040:植物保護科学関連
研究機関新潟大学

研究代表者

湊 菜未  新潟大学, 自然科学系, 准教授 (60843430)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードplant virus / insect vector / ウイルス / 昆虫伝染 / ムギ類
研究開始時の研究の概要

植物ウイルスの約65%は昆虫によって伝搬される。昆虫媒介性ウイルスは自身の感染拡大のため媒介昆虫の宿主選好性を巧みに操作することで伝搬効率を高めていることが知られているが、そのメカニズムについては不明な点が多い。本研究では、ムギ類作物に感染して収量を激減させる虫媒性ウイルスを対象にムギ類モデル植物を駆使して植物ウイルスによる昆虫の宿主選好性操作における分子メカニズムを明らかし、植物ウイルスが農業生産現場において与えるインパクトを病害・虫害の両面から解明することを目指す。

研究実績の概要

植物ウイルスの約65%は昆虫によって伝搬される。昆虫媒介性ウイルスは自身の感染拡大のため媒介昆虫の寄主選好性を巧みに操作することで伝搬効率を高めていることが知られているが、選好性操作にはたらくウイルス因子や忌避物質の関わりなどそのメカニズムについては不明な点が多い。本研究課題では、コムギ・オオムギなどのムギ類作物に感染して収量を激減させる虫媒性ウイルスBYDV-PAVおよびCYDV-RPSを対象にムギ類作物とモデル植物ミナトカモジグサを駆使して植物ウイルスによる昆虫の寄主選好性操作における分子メカニズムを明らかし、植物ウイルスが農業生産現場において与えるインパクトを病害・虫害の両面から解明することを目指す。
2023年度において報告者は、ミナトカモジグサおよびコムギを宿主植物種として二種の黄萎ウイルスBYDV-PAVおよびCYDV-RPSについて媒介昆虫であるアブラムシおよび非媒介昆虫であるアカヒゲホソミドリカスミカメの寄主選好性に与える影響を実験室内および圃場環境の2か所で解析し、(i) オルファクトメータを用いた実験よりBYDV-PAVおよびCYDV-RPSの共感染時においてウイルスによる昆虫の寄主選択行動の変化には嗅覚刺激が重要な役割を果たすこと、(ii) 非媒介昆虫は圃場環境においてウイルス単独感染植物に対する寄主選択行動を変化させにくいこと、 (iii) 媒介昆虫は2種ウイルスを体内に高率に同時保毒できることを明らかにした。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

2023年度においては二種の宿主植物種(ミナトカモジグサおよびパンコムギ)について本邦産ウイルスBYDV-PAVおよびCYDV-RPSの単独感染および共感染が媒介昆虫および非媒介昆虫の寄主選択行動に及ぼす影響について比較し、ウイルスによる昆虫の寄主選好性操作について圃場環境においても解析を進めることが出来た。またBYDV-PAVについてウイルス保毒による媒介昆虫アブラムシの寄主選好性変化における植物由来嗅覚刺激の重要性が明らかとなり、媒介昆虫におけるウイルス2種の共保毒についても解析を進めていることから、順調に進捗していると判断される。

今後の研究の推進方策

2024年度の延長期間においてはウイルス感染に伴う植物由来揮発性有機化合物の組成変化について、2023年度に検討した解析条件で実験を進める。またこれに加えて、ウイルスの媒介昆虫操作戦略が非媒介昆虫に与える影響について圃場レベルでも2年度目の解析を進める予定である。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Manipulation of Insect Vectors’ Host Selection Behavior by Barley Yellow Dwarf Virus Is Dependent on the Host Plant Species and Viral Co-Infection2022

    • 著者名/発表者名
      Minato Nami、Hatori Shuichi、Okawa Azusa、Nakagawa Kai、Hironaka Mantaro
    • 雑誌名

      Life

      巻: 12 号: 5 ページ: 644-644

    • DOI

      10.3390/life12050644

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 媒介昆虫ムギクビレアブラムシの寄主選択行動は保毒するウイルス種に依って変化する2024

    • 著者名/発表者名
      中川海・羽鳥秀一・湊菜未
    • 学会等名
      第76回北陸病害虫研究会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] BYDV-PAV感染ミナトカモジグサにおける赤化病徴誘導はウイルス蓄積量増加に先行する2024

    • 著者名/発表者名
      飯塚要人・湊 菜未
    • 学会等名
      第76回北陸病害虫研究会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] ムギ類植物および媒介昆虫アブラムシからの2種の植物ウイルス同時検出技術の開発2023

    • 著者名/発表者名
      中村奈輔・湊菜未
    • 学会等名
      第6回北陸線植物バイオサイエンス研究会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Single infection of barley yellow dwarf virus-PAV (BYDV-PAV) has negative effects on preference and performance of insect vector compared to co-infection with the relative virus species.2023

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa K., Hatori S., Minato N.
    • 学会等名
      KAAB International Symposium 2023
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Anthocyanins and virus accumulation in BYDV-PAV-infected Brachypodium distachyon.2023

    • 著者名/発表者名
      Iizuka K., Minato N.
    • 学会等名
      KAAB International Symposium 2023
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] BYDV-PAVによる媒介昆虫の寄主選択行動を変化させる因子の究明2023

    • 著者名/発表者名
      羽鳥秀一・湊 菜未・大竹憲邦・弘中満太郎
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] ウイルス共感染による媒介昆虫の寄主選好性とパフォーマンスの変化に関する解析2023

    • 著者名/発表者名
      中川海・羽鳥秀一・湊菜未
    • 学会等名
      第75回北陸病害虫研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] BYDV-PAVによる非媒介昆虫の寄主選好性への影響2023

    • 著者名/発表者名
      羽鳥秀一・湊 菜未・大竹憲邦・弘中満太郎
    • 学会等名
      第75回北陸病害虫研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ウイルス保毒による媒介昆虫の揮発性化合物に対する感受性の変化2023

    • 著者名/発表者名
      熊田至恩・羽鳥秀一・湊菜未
    • 学会等名
      第75回北陸病害虫研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ウイルス共感染による媒介昆虫アブラムシの宿主選好性の変化2022

    • 著者名/発表者名
      中川海・羽鳥秀一・湊菜未
    • 学会等名
      第74回北陸病害虫研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] BYDV-PAVによる媒介昆虫の宿主選好性は複数の要因により変化する2022

    • 著者名/発表者名
      羽鳥秀一・湊 菜未・大竹憲邦・弘中満太郎
    • 学会等名
      第74回北陸病害虫研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Key factors for manipulation of the host selection behavior of aphids by barley yellow dwarf virus.2021

    • 著者名/発表者名
      Hatori S., Minato N., Ohtake N., Hironaka M.
    • 学会等名
      7th International Symposium on Strategies for Sustainability in Food Production, Agriculture and the Environment 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A vector insect carrying a single plant virus facilitates transmission and co-infection of multiple viruses on wheat.2021

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa K., Hatori S., Minato N.
    • 学会等名
      7th International Symposium on Strategies for Sustainability in Food Production, Agriculture and the Environment 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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