ウイルス感染シロイヌナズナで観察された非ＨＲ型えそ症状誘導のメカニズムの解明

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24380025
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 増田 税 北海道大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (60281854)
• 研究分担者: 竹下 稔 九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 助教 (00304767)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: キュウリモザイクウイルス / カタラーゼ / え死 / 2b / シロイヌナズナ

研究実績の概要

昨年度までの結果を総合して、キュウリモザイクウイルス（CMV）がシロイヌナズナCol-0に誘導する壊死病徴は、CMVの2bタンパク質（2b）と宿主のカタラーゼ３（Cat3）が複合体（2b-Cat3）を形成することに起因すると予想した。すなわち、2b-Cat3が宿主細胞に認識されて特異的な壊死反応が起きているものと考えられた。本年度は、CMV2bのC末端に特別なアミノ酸配列を付加したN2bを発現するCMV（CMV-N）が偶然に接種葉で強い壊死を起こすことを見いだしたため、このCMV-Nを使用した実験を行った。CMV-NをCat3ノックアウト植物に接種したところ壊死はむしろ抑制されることがわかった。また、N2bとCat3をアグロインフィルトレーションによってN. benthamianaの葉に共発現させたところ、wild typeの2b（Y2b）とCat3はすみやかに分解されていくのに対して、N2bとCat3は比較的安定に蓄積することが判明した。したがって、N2b-Cat3が安定に蓄積したときに強い壊死が誘導されることが示唆された。また、Cat3ノックアウト植物に蛍光タンパク質を発現するCMVを接種したところ、CMVは拡大しやすくなることが判明し、Cat3はCMVの移行を阻害する能力があるものと考えられた。3年間の研究結果から、シロイヌナズナのCat3は2bと複合体を形成することによって弱いながらCMV抵抗性を発揮していること、2b-Cat3複合体は宿主細胞に認識されて壊死を誘導することが明らかになった。この壊死誘導は、ウイルスに有利なのか、宿主に有利なのか未だ議論の余地があるものの、筆者は宿主の抵抗反応の1つと考えている。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Identication of the TuNI gene causing systemic necrosis in Arabidopsis ecotype Ler infected with Turnip mosaic virus and characterization of its expression. (2015)
  • 著者名/発表者名: Liu, J., Kim, B.M., Kaneko, Y., Inukai, T. and Masuta, C.
  • 雑誌名: Journal of General Plant Pathology 巻: 81 ページ: 未定
  • DOI: 10.1007/s10327-015-0583-1
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A unique mitovirus from Glomeromycota, the phylum of arbuscular mycorrhizal fungi. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kitahara, R., Ikeda, Y., Shimura, H., Masuta, C. and Ezawa, T.
  • 雑誌名: Archives of Virology 巻: 159 ページ: 2157-2160
  • DOI: 10.1007/s00705-014-1999-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pollen transmission of Asparagus virus 2 (AV-2) may facilitate mixed infection by two AV-2 isolates in asparagus plants. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kawamura, R., Shimura, H., Mochizuki, T., Ohki, S.T. and Masuta, C.
  • 雑誌名: Phytopathology 巻: 104 ページ: 1001-1006
  • DOI: 10.1094/PHYTO-12-13-0348-R
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interaction between viral RNA silencing suppressors and host factors in plant immunity. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakahara, S.K. and Masuta, C.
  • 雑誌名: Curr. Opin. Plant Biol. 巻: 20C ページ: 88-95
  • DOI: 10.1016/j.pbi.2014.05.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] The soybean mycorriza-inducible phosphate transporter gene, GmPT7, also shows localized expression at the thips of vein endings of senescent leaves. (2014)
  • 著者名/発表者名: Inoue, Y., Kobae, Y., Omoto, E., Tanaka, A., Banba, M., Takai, S., Tamura, Y., Hirose, A., Komatsu, K., Otagaki, S., Matsumoto, S., Taniguchi, M., Masuta, C., Ishimoto, M. and Hata, S.
  • 雑誌名: Plant Cell and Physiology 巻: 55 ページ: 2102-2111
  • DOI: 10.1093/pcp/pcu138
  • 査読あり
• [学会発表] カブモザイクウイルス（TuMV）感染で全身えそ誘導するアラビドプシスのTuNI 遺伝子の転写調節の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 劉錦妍、犬飼剛、増田税
  • 学会等名: 日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 明治大学（東京都千代田区）
  • 年月日: 2015-03-29 – 2015-03-31
• [学会発表] VIGS によるトウガラシのカプサイシン合成酵素遺伝子の同定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 古谷未咲、小川佳奈、室田勝功、志村華子 外川靖子、松村健、増田税
  • 学会等名: 日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 明治大学（東京都千代田区）
  • 年月日: 2015-03-29 – 2015-03-31
• [学会発表] 植物におけるアスコルビン酸のウイルス及び糸状菌に対する増殖抑制作用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 氷川貴大、藤原綾香、犬飼剛、増田税
  • 学会等名: 日本植物病理学会北海道部会
  • 発表場所: 札幌市かでる2.7（札幌市）
  • 年月日: 2014-10-17 – 2014-10-17
• [学会発表] Brassica rapaにおける抗ウイルス反応としてのアスコルビン酸蓄積の誘導メカニズム (2014)
  • 著者名/発表者名: 十川聡子、藤原綾香、松浦英幸、犬飼剛、増田税
  • 学会等名: 日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(札幌市）
  • 年月日: 2014-06-02 – 2014-06-04
• [学会発表] アスパラガスウイルスの茎頂分裂組織への感染およびビタミンC処理によるウイルスフリー化の向上 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松尾典之、川村竜介、志村華子、鈴木卓、増田税
  • 学会等名: 日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(札幌市）
  • 年月日: 2014-06-02 – 2014-06-04
• [学会発表] カブモザイクウイルスに対するアラビドプシスえそ誘導遺伝子TuNIのプロモーター領域の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 劉錦妍、犬飼剛、増田税
  • 学会等名: 日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(札幌市）
  • 年月日: 2014-06-02 – 2014-06-04