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2019 年度 実績報告書

植物ウイルスの社会システムを標的とする防除技術開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H06185
研究機関東北大学

研究代表者

宮下 脩平  東北大学, 農学研究科, 助教 (60556710)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワード植物ウイルス / 防除技術 / シミュレーション
研究実績の概要

1)CMV RNA3複製戦略の分化
CMV(Y)系統とCMV(B2)系統を植物体またはプロトプラストに混合接種すると、CMV(B2)系統のRNA3がCMV(Y)系統のRNA3に対して優占し、後者はほとんど検出できないことを見出した。両RNA3のキメラRNAを作成してこの現象に寄与するゲノム領域を絞り込んだ結果、5'UTRであることが分かった。サブグループIAに属するCMV(Y)とサブグループIBに属するCMV(B2)では進化の過程でRNA3の複製戦略が分化し、前者は複製複合体への取り込み効率が低いものの高効率で複製される方向に、後者は逆に複製複合体への取り込み効率は高いが複製効率が抑制される方向に進化してきたものと考えられた。
2)CMV MPを標的とした社会的ルール阻害
上述1の知見に基づき、機能欠損型MPを発現するCMV(Y)由来変異型RNA3の5'UTRをCMV(B2)系統の配列に置き換えたRNA3を作製し、野生型CMV(Y)と混合接種したところ強い細胞間移行阻害が観察された。終止コドンによりMPを発現しないRNA3ではこの効果が見られないことから、機能欠損型MPによるドミナントネガティブ効果が多数決型意思決定システムを阻害しているものと考えられた。
3)ゲノム分節の比率の決定機構
CMVゲノムの各分節に10塩基のランダム配列タグを挿入したウイルスRNAライブラリを作出してプロトプラストに接種し、感染細胞を1細胞ずつ回収して蓄積したウイルス分節のもつタグ配列の種類、頻度をイルミナシーケンサで調べた。また、植物体の接種葉でも同様の検出を行った。これらの結果に基づきCMVの細胞感染過程・細胞間移行過程を再現する数理モデルを作成した。その結果、細胞内ではRNA1とRNA2がまず複製・蓄積し、これに遅れてRNA3が効率よく複製複合体に取り込まれて増えることなどが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (28件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 6件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] ユトレヒト大学(オランダ)

    • 国名
      オランダ
    • 外国機関名
      ユトレヒト大学
  • [国際共同研究] オハイオ州立大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      オハイオ州立大学
  • [雑誌論文] Cucumber Mosaic Virus Infection in Arabidopsis: A Conditional Mutualistic Symbiont?2022

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Hideki、Tabara Midori、Miyashita Shuhei、Ando Sugihiro、Kawano Shuichi、Kanayama Yoshinori、Fukuhara Toshiyuki、Kormelink Richard
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 12 ページ: 770925

    • DOI

      10.3389/fmicb.2021.770925

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Isolation and Characterization of a Novel Jumbo Phage from Leaf Litter Compost and Its Suppressive Effect on Rice Seedling Rot Diseases2021

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Ryota、Miyashita Shuhei、Ando Sugihiro、Ito Kumiko、Fukuhara Toshiyuki、Takahashi Hideki
    • 雑誌名

      Viruses

      巻: 13 ページ: 591~591

    • DOI

      10.3390/v13040591

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Plant death caused by inefficient induction of antiviral R-gene-mediated resistance may function as a suicidal population resistance mechanism2021

    • 著者名/発表者名
      Abebe Derib A.、van Bentum Sietske、Suzuki Machi、Ando Sugihiro、Takahashi Hideki、Miyashita Shuhei
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 4 ページ: 947

    • DOI

      10.1038/s42003-021-02482-7

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Complete genomic sequence of a novel phytopathogenic Burkholderia phage isolated from fallen leaf compost2020

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Ryota、Miyashita Shuhei、Ando Sugihiro、Ito Kumiko、Fukuhara Toshiyuki、Kormelink Richard、Takahashi Hideki
    • 雑誌名

      Archives of Virology

      巻: 166 ページ: 313~316

    • DOI

      10.1007/s00705-020-04811-3

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Priming for enhanced ARGONAUTE2 activation accompanies induced resistance to cucumber mosaic virus in Arabidopsis thaliana2020

    • 著者名/発表者名
      Ando Sugihiro、Jaskiewicz Michal、Mochizuki Sei、Koseki Saeko、Miyashita Shuhei、Takahashi Hideki、Conrath Uwe
    • 雑誌名

      Molecular Plant Pathology

      巻: 22 ページ: 19~30

    • DOI

      10.1111/mpp.13005

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Establishment of Neurospora crassa as a model organism for fungal virology2020

    • 著者名/発表者名
      Honda Shinji、Eusebio-Cope Ana、Miyashita Shuhei、Yokoyama Ayumi、Aulia Annisa、Shahi Sabitree、Kondo Hideki、Suzuki Nobuhiro
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 11 ページ: 5627

    • DOI

      10.1038/s41467-020-19355-y

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Bottleneck, Isolate, Amplify, Select (BIAS) as a mechanistic framework for intracellular population dynamics of positive-sense RNA viruses2020

    • 著者名/発表者名
      Qu Feng、Zheng Limin、Zhang Shaoyan、Sun Rong、Slot Jason、Miyashita Shuhei
    • 雑誌名

      Virus Evolution

      巻: 6 ページ: veaa86

    • DOI

      10.1093/ve/veaa086

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] キュウリモザイクウイルスCP発現PVXベクターのアグロインフェクションを利用したR遺伝子抵抗性同期的誘導系2022

    • 著者名/発表者名
      宮下脩平*・狩野凱・石橋和大・安藤杉尋・高橋英樹
    • 学会等名
      令和4年度日本植物病理学会大会
  • [学会発表] 植物ウイルスの細胞間移行における小さいMOIを再現する細胞感染・細胞間移行シミュレーションモデルの構築2022

    • 著者名/発表者名
      平澤花織*・安藤杉尋・高橋英樹・宮下脩平
    • 学会等名
      令和4年度日本植物病理学会大会
  • [学会発表] キュウリモザイクウイルスの細胞間移行タンパク質による多数決型意思決定はドミナントネガティブ効果で説明される2022

    • 著者名/発表者名
      小黒まゆ*・安藤杉尋・高橋英樹・宮下脩平
    • 学会等名
      令和4年度日本植物病理学会大会
  • [学会発表] イルミナシーケンサを利用した省力・低コストな植物 RNA ウイルス網羅的検出・塩基配列決定系の構築2021

    • 著者名/発表者名
      武田萌*・安藤杉尋・高橋英樹・宮下脩平
    • 学会等名
      令和3年度日本植物病理学会東北部会
  • [学会発表] 全身 HR による抗ウイルス自殺型集団抵抗性の成立条件についてのシミュレーションによる検討2021

    • 著者名/発表者名
      宮下脩平*・Derib A Abebe・安藤杉尋・高橋英樹
    • 学会等名
      令和3年度日本植物病理学会東北部会
  • [学会発表] Individual death resulted from inefficient induction of R-gene-mediated antiviral resistance may confer suicidal population resistance in land plants2021

    • 著者名/発表者名
      Derib Alemu Abebe*・Sietske van Bentum・Machi Suzuki・Sugihiro Ando・Hideki Takahashi・and Shuhei Miyashita
    • 学会等名
      International Plant Web Forum 2021, IPSR, Okayama Univ
    • 国際学会
  • [学会発表] キュウリモザイクウイルスの細胞感染シミュレーションモデルの構築2021

    • 著者名/発表者名
      山田省吾*・安藤杉尋・高橋英樹・宮下脩平
    • 学会等名
      日本植物病理学会 令和3年度植物感染生理談話会
  • [学会発表] Local propagation of land plants may enable their R-gene-mediated suicidal population resistance2021

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Miyashita*・Derib Alemu Abebe・Sietske van Bentum・Machi Suzuki・Sugihiro Ando・Hideki Takahashi
    • 学会等名
      Plant Microbiota Research Network 1st Online Symposium
  • [学会発表] Local propagation of land plants may have enabled their suicidal population resistance against viruses.2021

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Miyashita
    • 学会等名
      10th Aquatic Virus Workshop
    • 招待講演
  • [学会発表] ウイルスの社会性、植物の社会性2021

    • 著者名/発表者名
      宮下脩平
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会 Frontiersシンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] Comparison of replication competitiveness among cucumber mosaic virus RNA3s with different 5’UTRs from the three subgroups2021

    • 著者名/発表者名
      Zhongxu Yuan*・Kaori Hirasawa・Sugihiro Ando・Hideki Takahashi・Shuhei Miyashita
    • 学会等名
      令和3年度日本植物病理学会大会
  • [学会発表] R遺伝子存在下で野生型キュウリモザイクウイルス(CMV)より小さい壊死病斑を誘導する変異型CMV は野生型より小さいMOIを示す2021

    • 著者名/発表者名
      狩野凱*・Derib Alemu Abebe・安藤杉尋・高橋英樹・宮下脩平
    • 学会等名
      令和3年度日本植物病理学会大会
  • [学会発表] 接種葉におけるキュウリモザイクウイルスゲノムRNA分節蓄積量比の進化についての検討2021

    • 著者名/発表者名
      平澤花織*・山田省吾・安藤杉尋・高橋英樹・宮下脩平
    • 学会等名
      令和3年度日本植物病理学会大会
  • [学会発表] 細胞感染におけるキュウリモザイクウイルスゲノムRNA分節蓄積量比の決定機構についての検討2021

    • 著者名/発表者名
      山田省吾*・安藤杉尋・高橋英樹・宮下脩平
    • 学会等名
      令和3年度日本植物病理学会大会
  • [学会発表] 4以上のゲノム分節をもつ植物ウイルスが進化的に不安定である可能性をMOI 進化シミュレーションは示唆する2021

    • 著者名/発表者名
      宮下脩平*・安藤杉尋・高橋英樹
    • 学会等名
      令和3年度日本植物病理学会大会
  • [学会発表] ウイルス・宿主相互作用の進化をシミュレーションで考える2020

    • 著者名/発表者名
      宮下脩平
    • 学会等名
      第1回ウイルス生態学セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] キュウリモザイクウイルス黄斑系統の外被タンパク質アルギニンリッチモチーフ欠失変異はR遺伝子による抵抗性応答を過敏感反応から高度抵抗性に変化させる2020

    • 著者名/発表者名
      狩野 凱*・安藤杉尋・高橋英樹・宮下脩平
    • 学会等名
      令和2年度日本植物病理学会東北部会
  • [学会発表] Dominant accumulation of RNA3 of cucumber mosaic virus B2 strain over co-inoculated Y-strain RNA3 is determined by 5’UTR2020

    • 著者名/発表者名
      Yuan Z.*・Takahashi H.・Ando S. and Miyashita S.
    • 学会等名
      令和2年度日本植物病理学会東北部会
  • [図書] 生産環境統計学2022

    • 著者名/発表者名
      岸野 洋久ほか
    • 総ページ数
      240
    • 出版者
      朝倉書店
    • ISBN
      978-4-254-40574-3

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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