トマト巻葉病の病原ベゴモウイルスの多様性とサテライトDNAの病原性に関する研究

トマト巻葉病の病原ベゴモウイルスの多様性とサテ

ライトDNAの病原性に関する研究

著者

今 辰哉

号

853

発行年

2005

URL

http://hdl.handle.net/10097/16607

氏

名(本籍)

学 位 の 種 類

学 位 記 番 号

学位授与年 月日

学位授与の要件

研 究 科 専 攻

学 位 論 文 題 目

こん たっ や

今

辰

哉

博

士(農

学)

農

博

第853号

平 成18年3月24日

学 位 規 則 第4条

第1項

該 当

農学 研究 科応 用生 命科 学専 攻

(博士課 程)

トマ ト巻 葉 病 の病 原 ベ ゴモ ウイル スの 多様 性 とサテ ライ

トDNAの

病原 性 に 関す る研 究

論 文 審 査 委 員

人

剛

彦

正

忠

上

尾

池

西

前

授

授

授

教

教

教

 

 

査

査

主

副

(

(

論

文

内

容

要

旨

緒言

植 物DNAウ イ ル ス の 一 種 で あ る ジ ェ ミ ニ ウ イ ル ス 科 ベ ゴ モ ウ イ ル ス 属 の ウ イ ル ス は 世 界 各 地 で 農 業 上 重 要 な 作 物 に 被 害 を 与 え て い る 。 ベ ゴ モ ウ イ ル ス は2分 節 ゲ ノ ム 型 (DNA・A,DNA・B)、 単 一 ゲ ノ ム 型(DNA-A)、 単 一 ゲ ノ ム/サ テ ラ イ トDNA型(DNA-A,

DNA一 β)に分 け ら れ る 。 サ テ ラ イ トDNAβ は 単 一 ゲ ノ ム 型 ベ ゴ モ ウ イ ル ス に 附 随 し 、 病 徴 発 現 に 関 与 し て い る が 、 遺 伝 的 起 源 や 病 原 性 発 現 機 構 は 不 明 で あ る 。 世 界 各 地 の トマ ト 栽 培 に お い て 発 生 す る トマ ト巻 葉 病 は べ ゴ モ ウ イ ル ス に よ る 重 要 病 害 の 一 つ で あ る 。 し か し 、 遺 伝 的 に 異 な る 単 一 ゲ ノ ム 型 ベ ゴ モ ウ イ ル ス と サ テ ラ イ トDNAβ の 複 合 体 に よ っ て 引 き 起 こ さ れ る トマ ト巻 葉 病 の 病 因 に つ い て は ほ と ん ど 知 ら れ て い な い 。 従 っ て 、 ト マ ト巻 葉 病 に 関 与 す る 単 一 ゲ ノ ム 型 ベ ゴ モ ウ イ ル ス と サ テ ラ イ トDNAβ の 分 子 特 性 を 明 ら か に す る こ と は 、 ウ イ ル ス 生 態 学 、 疫 病 学 、 病 害 防 除 の 研 究 に 有 意 義 な 情 報 を 与 え る も の と思 わ れ る 。 本 研 究 で は 、 イ ン ド ネ シ ア に お い て 発 生 す る トマ ト巻 葉 病 株 か ら2種 類 の 単 一 ゲ ノ ム 型 ベ ゴ モ ウ イ ル ス(1b〃1α'01αゾ`μア'」4vαvか鋸,ToLCJAV;濯g8r伽 〃3アε〃owv8'〃v'7〃5一【Java】, AYVVPaval)及 び サ テ ラ イ トDNAβ(DNAβ01,DNAβ0勾 を 分 離 し 、 トマ ト巻 葉 病 が 単 一 ゲ ノ ム 型 ベ ゴ モ ウ イ ル ス と サ テ ラ イ トDNAβ の 複 合 体 に よ っ て 引 き 起 こ さ れ 、 サ テ ラ イ ト DNAβ の コ ー ドす る βC1遺 伝 子 が 病 徴 発 現 とRNAサ ィ レ ン シ ン グ 抑 制 に 関 与 す る こ と を 明 ら か に し た 。 さ ら に 、 トマ ト栽 培 地 付 近 に 自 生 す る 雑 草 の 濯98ro'〃〃2ω 〃ツ20'485か ら ToLCJAVとAYVV[Java】 の 間 で 遺 伝 的 組 換 え に よ っ て 生 じ た べ ゴ モ ウ イ ル ス を 分 離 し 、 トマ ト巻 葉 病 の 病 態 系 に つ い て 考 察 し た 。 第1章 ト マ ト巻 葉 病 株 か ら 分 離 さ れ た ベ ゴ モ ウ ィ ル ス 、 サ テ ラ イ トDNAβ 、 組 換 えDNAの 分 子 特 性

1432種

類 の異 な る単 一 ゲ ノム 型 ベ ゴ モ ウイ ル ス の ゲ ノ ム 構 造 及 び 分 子 系 統 解 析

本 章 で は イ ン ド ネ シ ア 、 ジ ャ ワ の ト マ ト 栽 培 に 発 生 す る 巻 葉 病 の 病 原 ベ ゴ モ ウ イ ル ス の 分 子 特 性 を 明 ら か に す る 目 的 で 、 ト マ ト 巻 葉 病 株 よ り 分 離 さ れ た べ ゴ モ ウ イ ル ス と サ テ ラ イ トDNAβ の 解 析 を 行 っ た 。 ト マ ト 巻 葉 病 株 か ら 抽 出 し た 全DNAを 鋳 型 にPCRク ロ ー ニ ン グ に よ り 塩 基 配 列 の 異 な る2種 類 の べ ゴ モ ウ イ ル ス(}avavims-1,Javavims・2)が 得 ら れ た 。 全 塩 基 配 列 を 決 定 し

た と こ ろJavaviπ1s-1は2752塩 基 、Javavirus-2は2735塩 基 か ら な っ て い た 。Javavirus・

1とJavavirus・2は 共 に 単 一 ゲ ノ ム(DNA-A)か ら な り 、6つ のORF(Vl,V2,C1,C2,C3,C4)

造 近 傍 に はC1複 製 関 連 タ ン パ ク 質(τeplicationassoc三ated・protein:Rep)の 結 合 部 位 と 考 え ら れ る 繰 り 返 し 配 列(itemn)(Javavirus・1,GGTCTCAA;∫avavims-2;GGAGACA)が 存 在 し た 。 Javaviτus-1とJavavinls・2ゲ ノ ムDNA・A成 分 の 全 塩 基 配 列 を 基 に し た 分 子 系 統 解 析 で は 、 ア ジ ア 地 域 で 分 離 さ れ た ト マ ト や 減.ω πy20ゴ磁5感 染 単 一 ゲ ノ ム 型 ベ ゴ モ ウ イ ル ス グ ル ー プ に 属 す る こ と が 示 さ れ た(Fig.1・2)。V1外 被 タ ン パ ク 質(coatprotcin:CP)の ア ミ ノ 酸 配 列 を 基 に し た 分 子 系 統 解 析 で は 、JavavimS-1は ト マ ト か ら 分 離 さ れ た べ ゴ モ ウ ィ ル ス グ ル ー プ と ク ラ ス タ ー を 形 成 し 、Javavims・2は バ.`oηy20'4θ3か ら 分 離 さ れ た べ ゴ モ ウ イ ル ス グ ル ー プ と ク ラ ス タ ー を 形 成 し た(Fig.1-3)。Javavinls・1の 全 塩 基 配 列 の 比 較 で は 、 既 報 の バ887α 襯3ン8〃owvθ1κv'躍5(AYVV)と87%、Javaviπus-2と85%の 相 同 性 を 示 し 、Java virus・2はAYVVと92%の 高 い 相 同 性 を 示 し た ♂Javavims-1のCPア ミ ノ 酸 配 列 の 比 較 で は 、AYVV、Javavims・2と87%の 相 同 性 を 示 し 、Javavirus・2はAYVVと97%の 高 い 相 同 性 を 示 し た 。D:NA・A成 分 の 全 塩 基 配 列 、CPの ア ミ ノ 酸 配 列 の 相 同 性 が90%以 上 を 同 種 と す る ベ ゴ モ ウ イ ル ス 分 類 ・命 名 基 準 に 従 い 、Javavilus・1を1b〃74'oJα ガ`翼'1」 αv4v'7媚

(ToLCJAV)、Javavirus・2を 濯g87α∫麗〃 ア8〃owv8∫ ηv'7μ5{Java】(AYVV」pava】)と 命 名 し た 。

1・2:2種 類 の 異 な る サ テ ラ イ トDNAβ と 組 換 えDNAの 解 析

ToLCJAV及 びAYVV」[Java1混 合 感 染 ト マ ト株 の 全DNAを 鋳 型 にPCRク ロ ー ニ ン グ に

よ り 塩 基 配 列 の 異 な る2種 類 の サ テ ラ イ トDNAβ(DNAβOl,DNAβ02)が 得 ら れ た 。DNAβOl

は 全 長 が1346塩 基 、DNAβ02は 全 長 が1354塩 基 か ら な っ て い た 。DNAβ01とD:NAβ02

に は1つ のORF(βCl)が 存 在 し 、ToLCJAVとAYVV」 【Java】に 類 似 し た ス テ ム ・ル ー プ 構

造 が 確 認 さ れ た(Fig.1・1)。 ま た 、D:NAβ01とDNAβ02に は200塩 基 程 度 の ア デ ニ ン に 富

む 領 域(A-richregio盤,∼65%A)が 存 在 し 、 ス テ ム ・ル ー プ 構 造 近 傍 に はToLCJAVと

AYVV」pava】 に 類 似 し たiteron様 配 列(GGTGTGTA,GGTAGAAA,GGAGAAG)が 存 在 し た 。

全 塩 基 配 列 を 基 に し た 分 子 系 統 解 析 で は 、DNAβOlとDNAβ02はAYVVDNAβ と 同 じ ク ラ ス.タ ー を 形 成 し た(Fig.1・4)。D:NAβolとDNAβ02全 塩 基 配 列 の 比 較 で は 、93%の 高 い 相 同 性 を 示 し 、AYVVD:NAβ と は そ れ ぞ れ81%の 相 同 性 を 示 し た 。DNAβOlとDNAβ02 はToLCJAV、AYVいIJava】 と の 相 同 性 は な く 、 ベ ゴ モ ウ イ ル ス ゲ ノ ムDNAに 由 来 す る 成 分 で は な い こ と が 考 え ら れ た 。 ト マ ト 巻 葉 病 株 全D:NAを 鋳 型 にPCRク ロ ー ニ ン グ に よ り サ テ ラ イ ト 様DNAが 分 離 さ れ た 。 全 塩 基 配 列 は1299塩 基 か ら な り 、1つ のORF(βCl)と ス テ ム ・ル ー プ 構 造 が 確 認

さ れ た(Fig.1・1)。 ま た 、ス テ ム ・ル ー プ 構 造 近 傍 に はAYVV」pava】 と 同 じitoron(GGAGACA)

が 存 在 し た 。サ テ ラ イ ト 様DNAに つ い て 、遺 伝 学 的 組 換 え 解 析 を 行 っ た と こ ろ 、ToLCJAV

で はnt.77-1213(P=2.580xlO●5)とnt.190・216(P冨3.670x10'4)、AYVV{Java】 で はnt.1155・39

4.210xlo'9)の 領 域 で 遺 伝 的 組 換 え が 生 じ て い た(Fig.1・5)。 従 っ て 、 サ テ ラ イ ト 様DNAは 4種 の 成 分 に 由 来 す る 組 換 えD:NA(recombinantDNA:recDNA)で あ る こ と が 明 ら か に な っ た 。

第2章

サ テ ラ イ トDNAβ の 病 原 性 と宿 主 応 答解 析

2-1:ベ ゴ モ ウ イ ル ス 、 サ テ ラ イ トDNAβ 、 組 換 えDNAに よ る ト マ ト巻 葉 病 の 誘 尋 本 章 で は 、 ト マ ト巻 葉 病 を 引 き 起 こ す 原 因 と な る ベ ゴ モ ウ イ ル ス と サ テ ラ イ トDNAβ の 感 染 性 及 び 病 徴 誘 導 に つ い て 検 討 し た ♂ ToLCJAV、AYVV-Pava】 、DNAβOl、DNAβ02、recDNAの 感 染 性 ク ロ ー ン を バ イ ナ リ ー ベ ク タ ー に 構 築 し た(Fig.2-1)。 感 染 性 ク ロ ー ン は オg70δ ασ∫87伽3∫ μ〃2ψ`'8π5を 介 し て 、

ト マ ト(L躍op8ア5ゴ`oη8∫oμ18π'μ 〃3cv.Hausu血omotaro)に 接 種 し た 。ToLCJAV、AYVV」Pava】

の 接 種 区 で は ウ イ ル ス が 全 身 感 染 し た が 無 病 徴 で あ っ た(Fig.2-2)。ToLcJAv!DNAβ01、

AYVV{Java】1DNAβ01の 接 種 区 で は 軽 い 巻 葉 症 状 が 見 ら れ 、 ウ イ ル ス ゲ ノ ムDNA、DNAβ

が 共 に 検 出 さ れ た(Fig.2-2)。ToLCJAVIDNAβ02、AYV>」 【Java]1DNAβ02の 接 種 区 で は 、 自

然 感 染 株 と 同 様 の 巻 葉 症 状 が 見 ら れ 、 ウ イ ル ス ゲ ノ ムDNA、DNAβ が 共 に 検 出 さ れ た(Fig.

2・2)。ToLCJAV!Rec、AYVV一 【Java]!Recの 接 種 区 で は 、 無 病 徴 で あ り 、AYVV・ 【Java]の 存 在

下 の み でrecDNAが 検 出 さ れ た(Fig.2-2)。ToLCJAV!AYVV一 【Java】1DNAβ011DNAβ02!recDNA

接 種 区 で は 、ToLCJAWDNAβ02、AYVV・[Java】 ノD:NAβ02の 接 種 区 と 同 様 の 巻 葉 症 状 が 見 ら

れ た(Fig.2-2)。

DNAβ に は ヘ ル パ ー ウ イ ル ス ゲ ノ ムDNAに 特 異 的 なiteronが 存 在 し な い が 、DNAβ01

及 びDNAβ02は 共 に 異 な る 種 の べ ゴ モ ウ イ ル ス で も 複 製 し た 。 ベ ゴ モ ウ イ ル ス のitero簸

の 塩 基 数 、 配 列 は ウ イ ル ス に 特 異 的 で あ る が 、iteron中 に 共 通 し て 保 存 さ れ るGGAま た

はGGTの3塩 基 が 、Repタ ン パ ク 質 の 結 合1ζ 重 要 で あ る 。ToLCJAVのiteron(Ω 皿CTCAA)

とAYVV一 【Java】のiteron(GGAGACA)とDNAβ の3つ のiteron様 配 列(Ω ΩエGTGTA,

GGTAGAAA,GGAGAAG)に は 共 にGGTま た はGGAの 保 存 配 列 が 存 在 す る 。DNAβ の 複

製 に お い て はRepタ ン パ ク 質 がiteron様 配 列 の 全 て の 塩 基 を 認 識 す る の で は な く 、 特 定 の 塩 基 配 列 を 認 識 し 、 結 合 が 起 る と 考 え ら れ る 。 2・2:サ テ ラ イ トDNAβ の コ ー ド す る βσ1遺 伝 子 の 機 能 解 析 ト マ ト 巻 葉 病 がToLCJAVIDNAβ02ま た はAYVV[Java】1DNAβ02の 複 合 体 に よ っ て 引 き 起 こ さ れ 、D:NAβ02が 病 徴 誘 導 に 重 要 で あ る こ と が 明 ら か に な っ た 。 そ こ でDNAβ02の コ ー ドす る βC1遺 伝 子 の 機 能 解 析 及 び 病 原 性 に つ い て 検 討 し た 。

βC1遺 伝 子 の 開 始 コ ド ン に 舳me-shift変 異 を 導 入 し た 感 染 性 ク ロ ー ン (ToLCJAV!DNAβ02mβCl,AYVV{Java】!DNAβ02mβCl)を 構 築 し 、1W'oo"α"α δεπ'加2π'α〃4へ 接 種 を 行 っ た 。ToLCJAV接 種 区 で は 軽 い 下 巻 の 巻 葉 症 状 、ToLCJAV!DNAβ02接 種 区 で は 激 し い 下 巻 の 巻 葉 症 状 が 現 れ た(Fig.2-3)。ToL,CJAVIDNAβ02mβC1接 種 区 に お い て は 、 ToLCJAV接 種 区 と 同 様 に 軽 い 下 巻 の 巻 葉 症 状 が 現 れ た(Fig.2-3)。AYVV[Java】 接 種 区 で は 激 し い 上 巻 の 巻 葉 症 状 、AYVV」IJava】1DNAβ02接 種 区 で は 激 し い 下 巻 の 巻 葉 症 状 が 現

れ た(Fig.2-3)。AYV獅 【Java】1DNAβ02mβC1接 種 区 に お い て は 、AYVV【Javal接 種 区 と 同 様

に 激 し い 上 巻 の 巻 葉 症 状 が 現 れ た(Fig.2-3)。 Po'4'ovゴ7鋸 ■(PVX)ベ ク タ ー に よ り 瓦 δεη'勧 〃2'α〃4中 で βC1遺 伝 子 を 発 現 さ せ た と こ ろ 、 ヘ ル パ ー ウ イ ル ス が 存 在 し な く て も 、ToLCJAVIDNAβ02、AYVV」 【Java】1DNAβ02感 染 瓦 ∂8π'加〃'απα と 同 様 な ウ イ ル ス 様 病 徴 を 示 し た(Fig.2・4)。 多 く の 植 物 ウ イ ル ス の 病 原 性 遺 伝 子 がRNAサ イ レ ン シ ン グ の 抑 制 因 子(サ プ レ ッ サ ー)と し て 機 能 す る こ と が 知 ら れ て い る 。 そ こ で 、GFPを 発 現 す る 瓦68励 α〃2'oηα1inel6cにPvxベ ク タ ー を 用 い て 、 G〃 遺 伝 子 と βC1遺 伝 子 を 共 発 現 さ せ た と こ ろ 、RNAサ ィ レ ン シ ン グ の 抑 制 活 性 が 認 め ら れ た(Fig.2-5)。 以 上 の 結 果 か ら 、 βc1遺 伝 子 は 宿 主 植 物 で の 病 徴 発 現 と 病 徴 の 進 展 に 必 要 不 可 欠 な 遺 伝 子 で あ り 、 さ ら にRNAサ イ レ ン シ ン グ の サ プ レ ッ サ ー と し て 機 能 す る こ と が 明 ら か に な っ た 。 第3章 葉 脈 黄 化 症 状 を 示 す ∠g8'伽 〃8ω"ッzof4ε5か ら 分 離 さ れ た ベ ゴ モ ウ イ ル ス 、 サ テ ラ イ トDNAβ の 分 子 特 性 ト マ ト 巻 葉 病 発 生 地 付 近 に は べ ゴ モ ウ イ ル ス の 感 染 に よ り 葉 脈 黄 化 症 状 を 示 す オ. `oπy20'485が 自 生 し 、 ト マ ト巻 葉 病 の 伝 染 源 と な る 可 能 性 が 示 唆 さ れ て い る 。 本 章 で は 、 葉 脈 黄 化 症 状 を 示 す オ.`oη ツzo'4ε3よ り 分 離 さ れ た べ ゴ モ ウ イ ル ス の 分 子 特 性 と ト マ ト巻 葉 病 と の 関 連 性 に つ い て 検 討 し た 。 葉 脈 黄 化 症 状 を 示 す 濯.`o〃 ッ20ゴ485か ら 抽 出 し た 全DNAを 鋳 型 にPCRク ロ ー ニ ン グ に

よ り ベ ゴ モ ウ イ ル ス(Javavirus-3)を 分 離 し た 。Javavirus・3は 単 一 ゲ ノ ム(DNA・A)で 全 長

が2747塩 基 か ら な っ て い た 。Javavirus-3に は6つ のORF(Vl,V2,Cl,C2,C3,C4)、 ス テ

ム ・ル ー プ 構 造 、iteron(GGAGACA)が 存 在 し た(Fig.3・1)。Javavirus・3ゲ ノ ムDNA・A成

分 の 全 塩 基 配 列 を 基 に し た 分 子 系 統 解 析 で は 、 ア ジ ア 地 域 の ト マ トや オ.ω ηγzo'4θ3か ら

分 離 さ れ た 単 一 ゲ ノ ム 型 ベ ゴ モ ウ イ ル ス グ ル ー プ に 属 し 、ToLCJAVと 同 じ ク ラ ス タ ー を

形 成 し た(Fig.3-2)。Javavirus・3ゲ ノ ムDNA-A成 分 の 全 塩 基 配 列 の 比 較 で は 、ToLCJAV

と91%、AYVV{Java1と89%の 相 同 性 を 示 し 、CPの ア ミ ノ 酸 配 列 の 比 較 で は 、ToLCJAV

と98%、AYVV{Java】 と87%の 相 同 性 を 示 し た(Table3-1)。 遺 伝 学 的 組 換 え 解 析 を 行 っ た

子 間 非 翻 訳 領 域 の5'末 端 側 がAYVV{Java]と の 間 で 遺 伝 的 組 換 え(3.739x10-m)が 生 じ て い

る こ と が 明 ら か に な っ た(Fig.3・3)。 従 っ て 、Javavirus-3を1b〃3α'o'α ゾ`〃"」 加 αvゴ躍5一

IAgelatum】(ToLCJAV・IAgeratum】)と 命 名 し た 。

Tol,CJAV・ 【Ageratum】 感 染 濯.`oηy20∫483よ り サ テ ラ イ トDNAβ(DNAβ03)を 分 離 し た 。

DNAβ03の 全 長 は1360塩 基 か ら な り 、1つ のORF(βCl)、 ス テ ム ・ル ー プ 構 造 、A-1ichegion、

iteτo駐様 配 列(GGTGTGTA,GGTAGAAA,GGAGAAG)が 存 在 し た(Fig.3・1)。DNAβ03の

全 塩 基 配 列 を 基 に し た 分 子 系 統 解 析 で は 、ToLCJAy1AYVV」 【Java]DNAβOl及 びDNAβ02

を 含 むAYvvDNAβ と ク ラ ス タ ー を 形 成 し た(Fig.3・4)。DNAβ03の 全 塩 基 配 列 の 比 較 で

は 、ToLCJAV!AYVV」Pava】DNAβ01及 びDNAβ02と そ れ ぞ れ94%、87%の 高 い 相 同 性 を

示 し た 。

摘 要

1.イ ン ド ネ シ ア に お い て 巻 葉 症 状 を 示 す ト マ ト か らToLCJAV、AYVV」IJava】 、DNAβOl、

DNAO2、recDNAを 分 離 し た 。ToLCJAV、AYVV」[Java1は 単 一 ゲ ノ ム か ら な り 、DNAβOI

は 病 徴 の 進 展 に 関 与 せ ず 、DNAβ02はToLCJAVま た はAYVV」pava】 の 存 在 下 で ト マ

ト に 巻 葉 症 状 を 誘 導 し た 。遺 伝 学 的 組 換 え 解 析 か らrecDNAはToLCJAV、AYVV」Pava】 、

DNAβOl、DNAO2の4種 のDNA成 分 に 由 来 す る 組 換 えDNAで あ り 、AYVV」pava】 の

存 在 下 で の み 複 製 し た 。

2.DNAβ02の コ ー ドす る βC1遺 伝 子 億 変 異 解 析 か ら 、 病 徴 発 現 に 関 与 し て い る こ と が 明

ら か に な っ た 。 βC1遺 伝 子 は ヘ ル パ ー ウ イ ル ス が 存 在 し な く と も 宿 主 植 物 に ウ イ ル

ス 様 病 徴 を 誘 導 し 、 さ ら にRNAサ イ レ ン シ ン グ の 抑 制 活 性 が 認 め ら れ た 。

3.葉 脈 黄 化 症 状 を 示 す 濯.`oπ ッ20ゴ485か ら 分 離 さ れ たToLCJAV一 【Ageπatum】 は 、ToLCJAV

とAYVV」IJava1の ゲ ノ ムD:NA成 分 に 由 来 し 、 異 な る2・ 種 類 の べ ゴ モ ウ イ ル ス の 混 合

」㎞ 隔▼一1 1 個 2 ㎞ 郷 q 脚 覗 G 2TZb a C1 w G 27356 Q Q ntvapoi 1 135 謂 1346b

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ぐroLCLV:AF195482),Tb加 α如Zθ げo翼7ZNβwD8Z乃 ゴv伽3{Severe】 (TbLCNDV・Svr:Ul5015,DNA・A),乃 η1αfo陀 げo鴛 擢PんJZ脚 ∫πθ8露 月囎 (ToLCPV:ABO5059'7),TomatoleafcurlTaiwanvirus(ToLCTWV:

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論 文 審 査 結 果 要 旨

ベ ゴ モ ウ イ ル ス(環 状 一 本 鎖DNAウ イ ル ス)に よ る 重 要 病 害 の 一 つ で あ る トマ ト巻 葉 病 は,世 界 各 地 の トマ ト栽 培 地 域 に お い て 発 生 し,深 刻 な 被 害 を 与 え て い る 。 本 研 究 で は トマ ト巻 葉 罹 病 株 か ら 病 原 ベ ゴ モ ウイ ル ス と サ テ ラ イ トDNAを 単 離 し て そ れ ら の 分 子 特 性 を 解 析 し,ト マ ト巻 葉 病 の 病 因 を 明 ら か に し た 。 イ ン ドネ シ ア に お い て 採 取 し た トマ ト巻 葉 病 株 よ り2種 類 の 単 一 ゲ ノ ム 型 ベ ゴ モ ウ イ ル ス(v㎞s-1,

vilus-2),サ テ ラ イ トDNAβ(DNAβol,DNAβ02)及 び サ テ ラ イ ト様DNAを 分 離 し た 。 全 塩 基 配 列

に 基 づ い た 分 子 系 統 解 析 か らvirus-1は 新 種 の べ ゴ モ ウ イ ル ス(1b㎜'oZε げcκrlJ々 四v1アκ∫,ToLCJAV)

で あ り,v㎞s-2はA88履 麗〃zyεJZowvβ切v∫rκ∫(AYVV)の 一 系 統 で あ る こ と か らA88rα ∫研2yθZZowvε ∫η

v伽3一[Java](AYVV一[Java])と 命 名 し た 。 サ テ ラ イ ト様DNAは 遺 伝 学 的 解 析 か らToLCJAV,

AYVV一[Java],DNAβ01,DNAβ02の4種 類 に 由 来 す る 組 換 えDNA(rccombinantDNA:recDNA)で

あ る こ と が 明 ら か に な っ た 。

ToLCJAV,AYVV一[Java],DNAβ01,DNAβ02,recDNAに つ い て そ れ ぞ れ の 感 染 性 ク ロ ー ン を 構

築 して トマ トに 接 種 実 験 を 行 い,ど の よ う な 病 徴 を 誘 導 す る か を 調 べ た 。 そ の 結 果,ToLCJAVま た

はAyVV一[Java]は トマ ト に お い て 無 病 徴 で あ っ た が,TbLCJAVIDNAβ02ま た はAYVV一[Java]

1DNAβ02接 種 トマ トに お い て は 自然 感 染 株 と 同 様 な 巻 葉 症 状 が 認 め ら れ た 。 恥LCJAVlDNAβ01ま た

はAYVV一[Java]!DNAβ01接 種 トマ トで は,軽 い 巻 葉 症 状 が 現 れ,TbLCJAVlrecDNAま た はAYW一

[Java]/recDNA接 種 トマ トで は,無 病 徴 で あ っ た 。.この よ うに トマ ト巻 葉 病 の 病 原 ウ イ ル ス の 多 様 性 が 明 ら か に な っ た 。 ま た,DNAβ02の コ ー ドす る βC1遺 伝 子 は 病 徴 発 現 に 関 与 す る と し た 。 さ ら に,RNAサ イ レ ン シ ン グ は 植 物 が 本 来 も っ て い る ウ イ ル ス 感 染 防 御 機 構 で あ る が,βC1遺 伝 子 は こ の RNAサ イ レ ン シ ン グ を 抑 制 す る こ とが 明 らか に な っ た 。 イ ン ドネ シ ア の トマ ト巻 葉 病 発 生 地 付 近 に 自 生 し,葉 脈 黄 化 症 状 を 示 すA88履 κ配coπyzo漉 ∫か ら, ベ ゴ モ ウイ ル ス とサ テ ラ イ トDNAβ を 分 離 し た 。 こ の ウ イ ル ス は 単 一 ゲ ノ ム か ら な り,遺 伝 学 的 組 換 え 解 析 か らToLCJAVとAYVV一[Java]と の 間 で の 組 換 え に よ っ て 生 じ た こ と が 明 ら か に な っ た 。 こ の よ うに,異 種 ベ ゴ モ ウ イ ル ス の 混 合 感 染 に 伴 う組 換 え に よ り,新 規 の べ ゴ モ ウ イ ル ス が 生 じ る 可 能 性 を 示 唆 した 。 ま た,A88r伽 〃露COπyZO娩 ∫の よ う な 雑 草 が,ト マ ト巻 葉 病 の 伝 染 源 に な っ て い る こ と を 示 唆 し た 。 本 研 究 は,ト マ ト巻 葉 病 に お け る 病 原 ベ ゴ モ ウ イ ル ス と サ テ ラ イ トDNAの 分 子 特 性 と トマ ト巻 葉 病 の 病 因 の 一 端 を 明 らか に し た 。 こ れ ら の 知 見 は,単 一 型 ベ ゴ モ ウイ ル ス の 生 態 学,疫 学,病 害 防 除 の 研 究 に 有 意 義 な 情 報 を 提 供 す る も の と 思 わ れ る 。 従 っ て,審 査 員 一 同 は,本 研 究 者 が 博 士(農 学) の 学 位 を 授 与 す る に 値 す る も の と認 定 し た 。