• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

作物超個体における根圏RNAウイルス叢の実体解明とその生態学的役割

研究課題

研究課題/領域番号 23K26907
補助金の研究課題番号 23H02214 (2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2023)
応募区分一般
審査区分 小区分39040:植物保護科学関連
研究機関岡山大学

研究代表者

近藤 秀樹  岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (40263628)

研究分担者 久野 裕  岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (70415454)
兵頭 究  岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (80757881)
鈴木 信弘  岡山大学, 資源植物科学研究所, 教授 (70206514)
研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2027-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)
2026年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2025年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2024年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2023年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
キーワードウイルス / 作物 / 根圏 / リザーバー / 超個体 / 根
研究開始時の研究の概要

ウイルスは病原体としての側面だけでなく、生態系構成因子としての役割が注目されてきている。特に、多様な環境でのメタゲノム解析により、土壌圏に膨大なRNAウイルス叢の存在が示唆されつつあり、それらのリザーバー宿主や生態学的な存在意義の解明が求められている。そこで本課題では、作物の農業生態系、特にムギ類作物の根圏超個体(根系組織と微生物叢)から見出した根圏特異的RNAウイルス叢(植物・菌類ウイルスと想定)に焦点をあて、その実体解明を目指す。さらに、根圏ウイルス叢の作物や根圏微小生態系への直接及び間接的な影響を多面的に評価することで、それらの生態学的役割を紐解く端緒となる成果を目指す。

研究実績の概要

本課題では岡山大植物研圃場を主なモデル圃場とし、ムギ類作物に見出される根圏RNAウイルス叢を高解像度で解析するとともに、作物圃場におけるウイルス感染ダイナミクスの理解を目指している。
柱①根圏RNAウイルス叢の高解像度解析を可能にするNGS手法の検討:RNA-seqに供試する核酸試料の抽出法を再検討した。その結果、核酸自動精製システムの導入により環境サンプル(圃場育成個体の根)であっても比較的状態の良いRNAサンプルの調整が可能となった。そこで、植物研圃場のムギ類根系組織から、この手法でサンプルを調整しRNA-seqを行った。取得データの一部で先行解析を行ったところ、標的である根圏のRNAウイルスは、いずれも問題なく検出が可能であることが確認された。この結果を受け、取得リードの増量についても検討を進めている。
柱②根圏微生物群集の解析とウイルスリザーバー能評価:植物研圃場で育成したオオムギ個体を用い、その根系に内生する真菌や卵菌類の分離を試みた。現在までに150株以上(葉分離株を含む)の真菌類の分離に成功し、2本鎖RNAスクリーニングにより一部分離株(Fusariumなど)では菌類ウイルスの感染が示唆された。2本鎖RNA陽性株(一部は先行課題成果)に加え、2本鎖RNAが検出できない複数の菌株もRNA-seqを行い、生データを取得した。
柱③根特異的植物ウイルスの機能・動態解析:植物研圃場で育成したオオムギ個体のRNA-seq解析で、根特異的な植物RNAウイルスの探索を進めた。一部の候補ウイルスについては、RT-PCRによるゲノム配列の確認を進めており、RLM-RACEによる末端解析についても現在検討中である。さらに、柱①RNA-seq解析で、新たな根特異的な植物RNAウイルス候補が、植物研圃場のオオムギサンプルから見出されてきており、その配列確認作業を進めている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

初年度は、根圏RNAウイルス叢の高解像度解析に向けたサンプル調整法の検討、根圏微生物群集のウイルスリザーバー能を評価に向けた内生真菌類のウイルス叢解析、根特異的植物RNAウイルス候補のさらなる発掘など、おおむね当初計画に沿って順調に研究が進んでいる。根特異的な植物RNAウイルス候補の分離株化については難航していることから、次年度以降も検討する予定である。なお、中国の研究グループとの国際共同研究により、他の作物で根特異的と考えられる植物RNAウイルスの検出、作物における新奇のウイルス動態(植物ウイルスと菌類ウイルスの両者の性状を併せ持つ)の発見を行い、さらに一連のウイルス動態に関する知見に基づいた総説論文を発表した。以上より、本課題は当初計画通り順調に進んでいると判断した。

今後の研究の推進方策

今後の研究実施計画は以下の通りである。
柱①の根特異的RNAウイルス群については、カタログ化を進めるためのデータの蓄積を継続して行う。さらに、他のムギ類育成圃場(北海道、長野、筑波などを想定) 根系サンプルのRNA-seqあるいはデータ解析を行い、ウイルス群集の地域性・普遍性の理解に向けた解析を予定している。
柱②根圏微生物群集を理解するため、オオムギ根系組織のアンプリコン解析進める。さらに、根より分離されている真菌類のRNAseqデータを解析し、根特異的見出されたウイルス(菌類ウイルス候補が多数含まれている)の宿主同定を進める。あわせて、見出された菌類RNAウイルスの性状解析を行う。
柱③根特異的植物ウイルス候補のゲノム全貌を明らかにするともに、実験植物への機械接種によりウイルスの離株化を引き続き試みる。また、圃場由来の土壌サンプルを用いた室内実験を進め、これらの植物RNAウイルス(土壌伝染性と想定)のオオムギへの再感染実験を行う。

報告書

(1件)
  • 2023 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Qingdao Agricultural University/Northwest A&F University(中国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Identification of a negative-strand RNA virus with natural plant and fungal hosts2024

    • 著者名/発表者名
      Ruoyin Dai, Shian Yang, Tianxing Pang, Mengyuan Tian, Hao Wang, Dong Zhang, Yunfeng Wu, Hideki Kondo, Ida Bagus Andika, Zhensheng Kang, Liying Sun
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences USA

      巻: 121 号: 12

    • DOI

      10.1073/pnas.2319582121

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The intriguing phenomenon of cross-kingdom infections of plant and insect viruses to fungi: Can other animal viruses also cross-infect fungi?2023

    • 著者名/発表者名
      Ida Bagus Andika, Xinran Cao, Hideki Kondo, Liying Sun
    • 雑誌名

      PLoS Pathogens

      巻: 19 号: 10 ページ: e1011726-e1011726

    • DOI

      10.1371/journal.ppat.1011726

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Cross-kingdom interactions between plant and fungal viruses2023

    • 著者名/発表者名
      Ida Bagus Andika, Mengyuan Tian, Ruiling Bian, Xinran Cao, Ming Luo, Hideki Kondo, Liying Sun
    • 雑誌名

      Annual Review of Virology

      巻: 10 号: 1 ページ: 119-138

    • DOI

      10.1146/annurev-virology-111821-122539

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Identification of a novel dicistro-like virus associated with the roots of tomato plants2023

    • 著者名/発表者名
      Xinran Cao, Ziqi Wang, Jianguo Pang, Liying Sun, Hideki Kondo, Ida Bagus Andika
    • 雑誌名

      Archives of Virology

      巻: 168 号: 8 ページ: 214-214

    • DOI

      10.1007/s00705-023-05843-1

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 黄葉症状を呈するコムギから見出されたクロステロウイルス2024

    • 著者名/発表者名
      近藤秀樹・兵頭 究・鈴木信弘
    • 学会等名
      令和6年度日本植物病理学会大会(仙台)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Screening for viruses in RNA-Seq data2023

    • 著者名/発表者名
      Hideki Kondo
    • 学会等名
      Mini-symposium on Armillaria viruses (Swiss Federal Research Institute WSL)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] [備考] 岡山大学資源植物科学研究所 植物・微生物相互作用グループ

    • URL

      http://www.rib.okayama-u.ac.jp/pmi/index-j.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2023-04-18   更新日: 2024-12-25  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi