ウイロイドの移行性から見る宿主範囲と作物の抵抗性

• 研究課題/領域番号: 24K08878
• 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39030:園芸科学関連
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 鍋島 朋之 山形大学, 農学部, 准教授 (10801920)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2026年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2025年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2024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: ウイロイド / トマト / シソ / 防除 / RNA

研究開始時の研究の概要

ウイロイドはタンパク質をコードしないRNA性病原体であり，宿主依存的に複製・移行を繰り返して病徴を発現させる．それぞれのウイロイド種は特定の宿主域を持つが，この宿主域がどのように決定されているかは明らかでない．本研究では異なる宿主域を持つ複数のウイロイド種と，それぞれに対応する宿主植物，あるいは抵抗性作物品種の組み合わせで接種試験を行い，接種ウイロイドの複製・移行の達成の有無を調査比較することで，ウイロイドの宿主域を決定する配列要因を発見することを目指す．

研究実績の概要

シソにおいて高い感染率を示すcoleus blumei viroid 1(CbVd1)と、低い感染率を示すchrysanthemum stunt viroid（CSVd）のin vitro転写RNAを作出し、
シソの下位葉向軸面に機械接種した。想定通り、CbVd1の上位葉への移行は速く（2週間以内）、CSVdは接種から1か月後においても上位葉での検出率は50%以下であった。この上位葉での検出率の違いを生む要因を探るため、接種葉においてin situハイブリダイゼーションを行った。CbVd1は葉の横断面において満遍なく検出されたのに対し、CSVdのシグナルは柵状細胞において非常に低かった。何らかの理由でCSVdはシソの柵状細胞に感染しにくいため、師管に到達することが遅れ、結果として上位葉での検出も遅れると考えられた。

現在までの達成度

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究ではウイロイドの宿主範囲を決める要因を探るモデルとして、シソには感染しやすいがトマトには感染しにくいCbVd1、トマトには感染しやすいがシソには感染しにくいCSVdの2種のウイロイドを用い、シソとトマトで接種試験を行う。2024年度では、CSVdがシソに感染しにくい要因として、シソの柵状細胞がバリアとして機能していることを示唆する結果を得た。2025年度以降は、同様の試験をトマトにおいて実施すること、さらに、CbVd1とCSVdのキメラウイロイド（作出済み）の試験も平行して行うことで、ウイロイドの宿主範囲に関わるウイロイド側の配列的要因と、宿主側の要因について知見を得ることができると考えている。

今後の研究の推進方策

シソにおいてCSVdの感染率が低い原因をより詳細に検討するため、植物の様々な部位に対してウイロイド接種をする試験を実施する。また、2024年度と同様の試験をトマトにおいて実施する。予備試験としてキメラウイロイドの接種試験を行ったところ、ベンサミアナタバコ（両ウイロイドに対して感受性）でも感染が安定しない傾向が見られた。この点を解決するために、これまでに作成した感染クローンをバイナリーベクターに組み込んだ。これを利用し、より接種圧の強いアグロバクテリウムによる接種系の検討も進めている。