Study of interaction and evolutionary mechanism of plant virus coinfection

植物病毒共感染相互作用及进化机制研究

• 批准号: 22KJ0140
• 负责人: 川久保 修佑
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0140/
• 关键词: ウイルス学; 進化; 宿主適応; 植物病理学; 分子系統学; 混合感染; RNAサイレンシングサプレッサー; ベイズ推定; ウイルス学; 進化; 宿主適応; 植物病理学; 分子系統学; 混合感染; RNAサイレンシングサプレッサー; ベイズ推定

ウイルスは、宿主や取り巻く環境に適応しながら進化するため、混合感染時のウイルス間相互作用も自身の進化に大きく影響を与えてきたと考えられる。ニンニクには、多くのウイルスが頻繁に混合感染しているが、中でもリーキ黄色条斑ウイルス (LYSV)は、ニンニク産業に大きな被害を与えている重要病原ウイルスである。LYSVは自身がコードするP1タンパク質のN末端に68アミノ酸の欠失を持つタイプ（S-type）と持たないタイプ（N-type）に分けられる。北海道で栽培されていたニンニクを調査すると、両タイプが混合感染しているニンニクが新たに発見され、分子系統解析の結果、S-typeは北海道外から侵入してきたことが明らかとなった。また、LYSVは、宿主のウイルス防御応答を抑制するRNAサイレンシングサプレッサー（RSS）であるHC-Proを持ち、P1はその機能を促進する因子であることが知られている。そこで、両タイプのP1およびHC-Proを植物細胞内で発現させ、RSS活性を測定した。タマネギ表皮細胞を用いた場合、S-typeのP1はHC-Pro非存在下でも単独で強力なRSS活性を示し、この活性はN-typeでは認められなかった。また、フィールド調査より、本州に分布するS-typeは、栽培ニンニクだけでなく、野生植物からも容易に見つかることが明らかになった。これらの結果より、S-typeはP1の一部を欠失させたことにより、高いRSS活性を有し、N-typeよりも広い宿主域を持つように進化してきたことが示唆された。S-typeは現在一部地域のみでしか分布が報告されていないが、N-typeとの混合感染が可能であることからも、今後集団構造が変化する可能性もあると思われる。以上については、論文として公表し、国際誌The Plant Pathology Journalに掲載された。

病毒在适应宿主和周围环境时会发展，因此人们认为混合感染期间的病毒病毒相互作用也对自己的进化产生了重大影响。大蒜经常与许多病毒混合在一起，其中leeky Stripe病毒（LYSV）是一种关键的致病病毒，对大蒜工业造成了重大损害。 LYSV可以在其编码的P1蛋白的N末端分为68个氨基酸缺失（S型）和没有（N型）的类型。发现了在北海道栽培的新大蒜，两种大蒜的混合物，分子系统发育分析表明，S型从北海道外部入侵。 LYSV还具有HC-PRO，这是一种RNA沉默抑制器（RSS），可抑制宿主的病毒防御反应，而P1是促进其功能的因素。因此，在植物细胞中表达了两种类型的P1和HC-Pro，并测量了RSS活性。当使用洋葱表皮细胞时，即使在没有HC-Pro的情况下，S型P1即使在不存在HC-PRO的情况下仅显示出强的RSS活性，并且在N型中未观察到这种活性。现场调查还显示，不仅在栽培的大蒜，而且在野生植物中也可以很容易地找到分布在honshu中的S型。这些结果表明，由于删除了P1的一部分，S型已经演​​变为具有高的RSS活性和更大的宿主范围。目前，仅据报道S型在某些地区分布，但是由于具有N型的混合感染是可能的，因此将来的人口结构可能会改变。以上作为论文发表，并发表在《国际杂志《植物病理学》杂志。