トマトのリングスポットウイルス (ネポウイルス属) に感染したニコチア・ベンタミアナの植物のトランスクリプトミカル変化が,急性症状の段階および症状の回復後

科学分野:

• 植物病理学
• 分子生物学
• ウイルス学

背景:

• トマトのリングスポットウイルス (ToRSV) はネポウイルスで,様々な植物種に重大なダメージを与えます.
• ウイルス感染に対する植物の反応を理解することは,病気に対する耐性戦略の開発に不可欠です.

研究 の 目的:

• ToRSV感染の異なる段階におけるニコチア・ベンタミアナのトランスクリプトームを特徴づける.
• 症状発現と回復に関与する植物遺伝子とマイクロRNAを特定する.

主な方法:

• RNAシーケンシング (RNA-Seq) による遺伝子発現プロフィールの分析
• マイクロRNA発現を検証するドロップレットデジタルPCR (ddPCR)
• 差異的に発現する遺伝子とマイクロRNAとその標的を特定するためのバイオ情報分析.

主要な成果:

• 生物学的ストレス遺伝子のアップレギュレーションとクロロプラスト遺伝子のダウンレギュレーションによる症状のある葉の広範なトランスクリプトーム再プログラム.
• ほとんどの遺伝子発現の変化は症状の回復時に基礎レベルに戻った.
• 感染と回復の間に,ディフェンシンのような遺伝子や特定のマイクロRNA (miR391,miR530,miR1919) を含む,システインに富んだ抗菌ペプチドの上昇.
• 植物防御反応に関与するマイクロRNA標的の微分調節

結論:

• 植物トランスクリプトームの変化は,ToRSVの症状の強さと相関する.
• 抗菌ペプチドや防御剤を含む特定の遺伝子やマイクロRNAが症状の回復に関与しています.
• 植物防御経路のマイクロRNA媒介による調節は,ToRSVの症状誘発と回復に寄与する可能性がある.