植物自身の遺伝子を利用した環境にやさしいウイルス抵抗性植物の作出

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13760035
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 松下 保彦 東京農工大学, 遺伝子実験施設, 助教授 (40291348)
• Keywords: 植物ウイルス / 移行蛋白質 / 宿主因子 / 転写コアクティベーター / 分子生物学 / 形質転換植物 / ウイルス抵抗性

Research Abstract

トマトモザイクウイルス(ToMV)の移行蛋白質(MP)に結合する蛋白質(MP-interacting protein : MIP)のcDNAとして,2種の転写コアクチベーターに相当するMIP102(BcKELP)とMIP204(NtMBF1)および新規遺伝子に相当するAtMIP105およびMIP106を単離し、各々のMP結合領域を明らかにした。抗ウイルス蛋白質としての有用性を調べる目的で、各々のMP結合領域を発現するプラスミドを、緑色蛍光蛋白質(GFP)をレポーターとするToMVの感染性DNAクローンと共に、パーティクルガン法によりNicotiana benthamianaの葉に導入した。GFPの蛍光の拡がりを指標として、ToMVの細胞間移行の様子を解析した結果、BcKELPを用いた場合にのみ、ウイルスの細胞間移行が阻害された。そこで、BcKELP及びNtMBF1のMP結合領域を過剰発現する形質転換タバコの作出を試み、それぞれ133個体及び35個体の形質転換体を得た。BcKELPのMP結合領域を発現する一部の形質転換体においては、ToMV感染後にウイルス接種葉及び非接種上位葉での外被蛋白質の蓄積が検出されず、導入遺伝子の影響によりウイルスの移行が阻害されたと考えられた。しかし、その次世代植物においては、個体間で導入遺伝子の発現にばらつきがあり、安定したウイルス抵抗性は認められなかった。NtMBF1の場合は、内在性のNtMBF1遺伝子の発現量が多く、非形質転換体よりも過剰発現している個体は得られなかった。逆に、NtMBF1の蓄積量が減少している個体が見つかったが、ToMVの細胞間及び全身移行には差が見られなかった。BcKELPの例は、導入形質の安定性という点が将来の課題として残るが、植物自身の遺伝子を利用して新しいタイプのウイルス抵抗性植物を作出する可能性を示すものとして注目される。

Research Products

• [Publications] Naomi SASSA: "Molecular characterization and in situ expression pattern of pea SCARECROW gene"Plant Cell Physiology. 42. 385-394 (2001)
• [Publications] Yasuhiko MATSUSHITA: "The tomato mosaic tobamovirus movement protein interacts with a putative transcriptional coactivator KELP"Molecules and Cells. 12. 57-66 (2001)
• [Publications] Yasuhiko MATSUSHITA: "Phosphorylation of the movement protein of Cucumber mosaic virus in transgenic tobacco plants"Virus Genes. 24. 231-234 (2002)
• [Publications] Yasuhiko MATSUSHITA: "Cloning of a tobacco cDNA coding for a putative transcriptional coactivator MBF1 that interacts with the Tomato mosaic virus movement protein"Journal of Experimental Botany. 53. 1531-1532 (2002)
• [Publications] Yasuhiko MATSUSHITA: "Isolation of a cDNA for a nucleoside diphosphate kinase capable of phosphorylating the kinase domain of the self-incompatibility factor SRK of Brassica campestris"Journal of Experimental Botany. 53. 765-767 (2002)
• [Publications] Yasuhiko MATSUSHITA: "Catalytic subunit of protein kinase CK2 phosphorylates in vitro the movement protein of Tomato mosaic virus"Journal of General Virology. 84. 497-505 (2003)