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2011 年度 実績報告書

ウイロイド特異的RNAサイレンシングとウイロイドの病原性及び分子進化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 21380029
研究機関弘前大学

研究代表者

佐野 輝男  弘前大学, 農学生命科学部, 教授 (30142699)

研究分担者 千田 峰生  弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (30261457)
畑谷 達児  北海道大学, (連合)農学研究科(大学院), 講師 (20241367)
キーワードウイロイド / RNAサイレンシング / 病原性 / 抵抗性 / 分子進化
研究概要

本研究の過程で、世界で初めてダリアからPSTVdを分離した。dahlia分離株は、Intermediate株と比較して9塩基の変異を有し、トマトに弱毒性の病原性を有していた。この弱毒株を実験系に加え、病原性の異なるPSTVdに感染したトマトに蓄積するsrPSTVdの大規模塩基配列解析を実施した。その結果、Intermediate(強毒型)とdahlia(弱毒型)に感染したトマトでは、srPSTVdを生じるホットスポットに共通性があり、茎と葉でパターンに大きな違いはなかったが、部位により生成量に違いが認められた。
次に、PSTVdに対する感受性の異なるトマト2品種(RutgersとMoneymaker)及びPSTVd由来の配列を遺伝子導入したトマト(Moneymaker)用いて、PSTVd感染トマト葉のマイクロアレイ発現解析を行った。その結果、ジベレリンなど複数の植物ホルモン生合成遺伝子群の発現量に変化が確認された。PSTVd感染で発現量が低下したトマト遺伝子の中で、PSTVd配列と21塩基の相同性配列を有するものを検索した結果、gibberellinβ-hydroxylaseなど複数の遺伝子が特定された。そこで、昨年度取得したsrPSTVdの大規模塩基配列データに含まれるmicroRNAの出現頻度を再分析した結果、PSTVd感染で複数のmicroRNA発現量に変動が認められ、microRNA経路を介した植物ホルモン生合成経路の阻害が生じている可能性が示唆された。
PSTVd-ヘアピンRNAを発現する形質転換トマトとN.benthamianaの形質転換体系統を選抜・育成し、PSTVdのほぼ全長とsrPSTVd-257aのヘアピンRNAを発現するN.benthamina系統を得た。両系統共にPSTVdの感染・増殖を阻害し、RNAサイレンシングを利用した新規なウイロイド抵抗性戦略の可能性が示唆された。一方、それぞれの形質転換体系統を選抜する過程で、ウイロイド感染に類似した矮化症状、茎長部分の水浸状化(ガラス化)、発芽(発根)障害などを示す系統が高頻度で観察された。導入したPSTVd由来のヘアピンRNAにより誘導されるRNAサイレンシングにより、植物側の植物ホルモン生合成関連遺伝子発現或はmicroRNA代謝経路に悪影響が生じた可能性が示唆された。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (11件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Molecular characterization of Potato spindle tuber viroid in Dahlia2011

    • 著者名/発表者名
      Tsushima, T., Murakami, S., Ito, H., He, Y-H., Adkar-Purushothama CR., Sano. T*
    • 雑誌名

      J.Gen.Pl.Pathol

      巻: 77 ページ: 253-256

    • DOI

      10.1007/s10327-011-0316-z

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ウイロイド・ウイルス性病害の検出と診断2011

    • 著者名/発表者名
      佐野輝男
    • 雑誌名

      病害虫情報植物防疫所

      巻: 第93号

  • [雑誌論文] Sap-direct RT-PCR for the rapid detection of coleus blumei viroids of the genus Coleviroid from natural host plants2011

    • 著者名/発表者名
      Jiang, D., Wu, Z., Xie, L., Sano, T., Li, S-F
    • 雑誌名

      J.Virol.Method.

      巻: 174 ページ: 123-127

    • DOI

      10.1016/j.jviromet.2011.03.018

    • 査読あり
  • [学会発表] 桑から分離されたウイロイド様小環状RNAの分子構造とリボザイム活性2012

    • 著者名/発表者名
      佐川恭太・Lu Quan-You・Li Shi-Fang・Xie Lian-Hui・対馬太郎・佐野輝男
    • 学会等名
      日本植物病理学会大会
    • 発表場所
      福岡市,福岡国際会議場
    • 年月日
      2012-03-30
  • [学会発表] ダリアから検出されたジャガイモスピンドルチューバーウイロイド(PSTVd)欠損分子について2012

    • 著者名/発表者名
      対馬太郎・宍戸愛・Adkar Purushothama Charith-Raj・佐野輝男
    • 学会等名
      日本植物病理学会大会
    • 発表場所
      福岡市,福岡国際会議場
    • 年月日
      2012-03-30
  • [学会発表] ウイロイド(PSTVd)のsiRNA産生形質転換タバコにおけるPSTVd増殖抑制2011

    • 著者名/発表者名
      葛西厚史・鳥倉健太・佐野輝男・原田竹雄
    • 学会等名
      平成23年度日本分子生物学会
    • 発表場所
      横浜市・パシフィコ横浜
    • 年月日
      2011-12-14
  • [学会発表] ウイロイド病を見分ける2011

    • 著者名/発表者名
      佐野輝男
    • 学会等名
      第5回植物病害診断研究会(日本植物病理学会)
    • 発表場所
      青森市・青森市民ホール(招待講演)
    • 年月日
      2011-11-01
  • [学会発表] ホップ矮化ウイロイド-ブドウ分離株とそのホップ適応変異体の病原性の比較(2)2011

    • 著者名/発表者名
      松田考広・Adkar-Purushothama Charith Raj・佐野輝男
    • 学会等名
      平成23年度日本植物病理学会東北部会
    • 発表場所
      青森市・青森市民ホール
    • 年月日
      2011-10-31
  • [学会発表] Accumulation of Potato spindle tuber viroid-specific small RNAs is accompanied by specific changes in gene expression in two tomato cultivars2011

    • 著者名/発表者名
      Owens, RA, Taneda A., Senda, M., Tech, K., Baker, T., Sano, T
    • 学会等名
      IUMUS 2011 Sapporo, XVth International Congress of Virology
    • 発表場所
      Sapporo Convention Center (Sapporo)(Oral, Invited speaker)
    • 年月日
      2011-09-15
  • [学会発表] Pathogenicity of Hop stunt viroid-grapevine and its mutant adapted to hops2011

    • 著者名/発表者名
      Sano, T., Matsuda, T., Charith Raj, AP., Zhang, Z., Li, S
    • 学会等名
      IUMUS 2011 Sapporo, XVth International Congress of Virology
    • 発表場所
      Sapporo Convention Center (Sapporo)(Oral)
    • 年月日
      2011-09-15
  • [学会発表] Detection of Coleus blumei Viroid 6 (CbVd-6) from Coleus in Japan and seed transmission of CbVd-1 and -62011

    • 著者名/発表者名
      Tsushima, T., Sano, T
    • 学会等名
      IUMUS 2011 Sapporo, XVth International Congress of Virology
    • 発表場所
      Sapporo Convention Center (Sapporo)(Poster)
    • 年月日
      2011-09-15
  • [学会発表] コリウスブルメイウイロイド1及び6の種子伝染性について2011

    • 著者名/発表者名
      対馬太郎・佐野輝男
    • 学会等名
      平成23年度日本植物病理学会
    • 発表場所
      府中市・東京農工大学
    • 年月日
      2011-03-27
  • [学会発表] ホップ矮化ウイロイド-ブドウ分離株とそのホップ適応変異体の病原性の比較2011

    • 著者名/発表者名
      松田考広・Adkar-Purushothama Charith Raj・佐野輝男
    • 学会等名
      平成23年度日本植物病理学会
    • 発表場所
      府中市・東京農工大学
    • 年月日
      2011-03-27
  • [学会発表] ダリアから分離されたPotato spindle tuber viroidについて2011

    • 著者名/発表者名
      佐野輝男・村上咲子・伊藤寛次・対馬太郎
    • 学会等名
      平成23年度日本植物病理学会
    • 発表場所
      府中市・東京農工大学
    • 年月日
      2011-03-27
  • [図書] Chapter 42, Hop stunt viroid, In Virus and Virus-like Diseases of Pome and Stone Fruits, Edited by Hadidi A, et al.,, pp229-232, ISBN 978-0-89054-396-22011

    • 著者名/発表者名
      Sano, T
    • 総ページ数
      429
    • 出版者
      APS Press (分担執筆)
  • [図書] Viroids.In Andrew M.Q.King, Michael J.Adams, Eric B.Carstens, and Elliot J.Lefkowitz, editors : Virus Taxonomy,, pp.1221-1234.2011

    • 著者名/発表者名
      DiSerio, F., Randles, JW., Flores, R., Owens, RA., Sano, T., Li, S-F., Vidalakis, G., Pallas, V.
    • 総ページ数
      1259
    • 出版者
      Oxford : Elsevier (分担執筆)

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公開日: 2013-06-26  

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