壊滅的な ToCSV トマトに対する最初の防御

Nov 15, 2023

ヨハネスブルグ大学

画像：壊滅的な「若い」トマトカーリースタントウイルス（ToCSV）に耐えることができるトマト植物、Ty-1遺伝子活性、およびウイルスDNAメチル化と呼ばれる植物防御機能の間に関連性があることを、UJ研究者らが初の植物分子遺伝学研究で発見ToCSVの。もっと見る

クレジット: ヨハネスブルグ大学、Therese van Wyk によるグラフィックと写真。

トマト植物が壊滅的な「若い」アフリカ南部ウイルスからどのように身を守るのかが、ヨハネスブルグ大学（UJ）の研究者らによって初めて分子遺伝学レベルで研究された。

Ty-1 遺伝子は、よく知られているトマト黄化葉巻ウイルス (TYLCV) に対する耐性を与えることが知られています。 UJの研究者らは、Ty-1遺伝子を持つトマト植物が、比較的未知のトマトカーリースタントウイルス（ToCSV）に感染すると何が起こるかを調査した。 彼らは、ToCSVに対する耐性、ウイルスDNAメチル化と呼ばれる植物防御機能、およびTy-1遺伝子活性との間に関連性があることを発見した。

この研究は『Frontiers in Plant Science』に掲載されています。

それがどのように起こるのかをさらに調べるために、彼らは重亜硫酸塩変換と PCR 増幅と呼ばれる研究室技術を、次世代の全ゲノム ウイルス配列決定アプローチと組み合わせて使用​​しました。

旅する若いウイルス

多くの病原体が、ジャガイモとキャッサバに次いで世界で3番目に大きな野菜作物を生産するトマト植物を攻撃します。

トマトカーリースタントウイルスは約 30 年前に南アフリカで発生し、コナジラミによって広がります。 特に若い段階で十分な数の植物が感染した場合、ウイルスはトマト作物全体を破壊する可能性があります。 隣国モザンビークでも発見されている。

若いトマト巻き毛スタント ウイルス (ToCSV) は、確立されたトマト黄化葉巻ウイルス (TYLCV) と DNA レベルで類似しています。

しかし、トマト植物がToCSVから身を守るために使用できる「ツール」についてはほとんど知られていない、と研究の筆頭著者であるファルハーナ・アリー博士は言う。 アリー博士は、UJ 生化学部門の研究者です。

植物内でのトロイの木馬のトリック

ウイルスは太古の昔から植物を攻撃してきました。 しかし、それでも植物を騙し、自分自身を複製して病気を引き起こす必要があると、研究の共著者であるゲリット・クールセン博士は言う。

「ToCSV のようなジェミニウイルスには、自分自身のコピーを作成して他の場所に拡散する能力がありません。 彼らはそれを完全に植物に依存しています。 ウイルスは植物をだまして、植物が自分自身の DNA をさらに作っていると「思わせる」必要があります。

「つまり、ウイルスは工場内のトロイの木馬のようなものです。 植物は「知らず知らずのうちに」ウイルスのDNAを複製し、「感染に対処」し、ウイルスによって引き起こされる病気を広めている」と彼は言う。

ウイルス内のDNAを攻撃する

植物とウイルスの間で続く戦いにおいて、植物はウイルス内のDNAに集中的に反撃することが非常に効果的であることを「発見」した。

この研究では、研究者らはToCSVに感染しやすいトマトの品種と、ToCSVに耐性のある別の品種を使用した。

アリー氏によると、この感染しやすい品種には他の病原体に対する多くの防御手段が備わっているが、ToCSVを克服することはできないという。 ToCSV はこの品種に完全に感染する可能性があります。

ToCSV のような新しいウイルスに植物がどのように反応するかを研究することは、耐性作物の育種方法を特定するために重要です。

耐性遺伝子Ty-1

「耐性のあるトマト品種は、感受性のある品種と同様の遺伝的背景を持っていますが、感受性のある品種が困難を伴うTy-1耐性遺伝子のスイッチを入れるのが得意です」とアリー氏は言う。

「Ty-1 遺伝子は、トマト黄化葉巻ウイルス (TYLCV) に対するトマトの主要な耐性遺伝子であることが知られています。 「若い」ウイルス ToCSV はゲノムの点で TYLCV に似ており、したがって Ty-1 は ToCSV に対する耐性または耐性にも関与している可能性があります。