説明

サテライトRNA、同RNAを有するキュウリモザイクウイルスの弱毒ウイルス、同弱毒ウイルスを接種したキュウリモザイクウイルス抵抗性植物及びキュウリモザイクウイルスの防除法

【課題】家庭園芸で多く栽培され、又、公園においても多く植栽されているインパチェンスから、アブラムシによって後発的に伝搬されるCMV(Cucumber mosaic virus)による病害を、インパチェンス品種に接種した際に副作用を全く示さず、又、接種することによって、これらインパチェンス品種から強毒CMVの感染を無症状で防除する弱毒CMVを提供する。
【解決手段】特定の塩基配列からなるサテライトRNA、該RNAを有するCMV弱毒ウイルス、該RNAを有するCMV弱毒ウイルスを予め植物苗に接種して得られるCMV抵抗性植物、該RNAを有するCMV弱毒ウイルスを予めインパチェンスに接種して得られるCMV抵抗性インパチェンス、該RNAを有するCMV弱毒ウイルスを予めインパチェンス苗に接種することによるインパチェンスのCMVの防除法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、インパチェンスに病害をもたらすキュウリモザイクウイルス(Cucumber mosaic virus、以下CMVともいう)に対して優れた防除効果を有するCMV弱毒ウイルス、当該CMV弱毒ウイルスを得るためのサテライトRNA、該CMV弱毒ウイルスを予めインパチェンス苗に接種したCMV抵抗性インパチェンス、及び該CMV弱毒ウイルスを予めインパチェンス苗に接種することによるCMVの防除法に関する。
【背景技術】
【0002】
キュウリモザイクウイルス(Cucumber mosaic virus)は、ブロモウイルス(Bromoviridae)科ククモウイルス(Cucumovirus)属の代表的な種であり、温帯地方や熱帯地方における多くの農作物を宿主とする。このウイルスは、ウイルスなかで最も多くの宿主を持つと考えられ、キュウリ、カボチャ、メロン、トマト、ピーマン、トウガラシ、タバコ、ゴボウ、レタス、ダイコン、ハクサイ、ニンジン及びセロリ等のウリ科、ナス科、キク科、アブラナ科、マメ科及びセリ科等の85科365属775種もの植物に感染することが報告されている。そして、これらの植物体の矮化や早生と共に、葉にモザイクや奇形を示して、輪点や壊疽症状若しくは葉脈上に葉状突起(enation)を生ずることもある。又、花にも花弁に斑入りをつくって花の奇形を生じたり、果実もその表面が凹凸になり、モザイク症状若しくは黄色斑点をつくったりして、果実収量を低下させる。
【0003】
このようなCMVの病害を防除する方法として、弱毒ウイルスによる干渉作用(cross protection)を利用したものがある。これは、ウイルスに感染している植物は、既に感染しているウイルスと同じであるか、極めて近縁のウイルスには感染し難い現象を利用したものであり、植物に予め病原性ウイルスと同系統で病徴がないか、極めて軽微なウイルスを接種し感染させて、病原性ウイルスによる感染を防除するものである。
【0004】
又CMVには、4種類のRNA(RNA1、RNA2、RNA3及びRNA4)の他に、CMVのウイルス症状を緩和するサテライトRNAを有するものがあり、本発明者らは、トマト、ピーマン、唐辛子及びタバコのCMVによる病害を防除するため、このようなサテライトRNAを有する弱毒CMVをこれまで開発してきた(特許文献1、2、3、4、5及び6参照)。
【特許文献1】特許第2975739号公報
【特許文献2】特許第3728381号公報
【特許文献3】特開2006−320309号公報
【特許文献4】韓国特許第747649号
【特許文献5】特開2007−82416号公報
【特許文献6】特願2008−82345号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
このように特許文献1に係る弱毒CMVのKO1、KO2、KO3、KO4及びKO5はトマトに、特許文献2に係る弱毒CMVのNDM3はピーマンに、特許文献3に係る弱毒CMVのNDM05−1やNDM05−2や特許文献6に係る弱毒CMVのNDM08−1は唐辛子に、そして特許文献5に係る弱毒CMVのNDM05−3はタバコにそれぞれ接種することで、CMVによるナス科植物の病害を防除することができる。しかし現在、家庭園芸で多く栽培され、公園にも植栽されているインパチェンス(アフリカホウセンカ、Impatiens wallerana Hook.f.)は、アブラムシによってCMVを伝搬されて、矮化やモザイク症状等の多大なる被害を受けており、家庭園芸や公園の農薬による土壌汚染や残留農薬の心配をすることなく、インパチェンスからCMVの病害を防除する方法が長い間希求されていた。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者らは、上記課題を解決するために、日本各地から採取したウイルス症状の微弱なトマトからCMV弱毒ウイルスを分離し選抜して、検討を重ねた結果、特定塩基配列からなるサテライトRNAを有する弱毒CMVが、多くのインパチェンスの品種に接種した際にウイルス症状を全く示さず、外界強毒CMVに高い防除能を有することを見出し、本発明を完成した。
【0007】
よって、本発明は(1)配列番号1に記載の塩基配列からなるサテライトRNA、(2)配列番号1に記載のサテライトRNAを有するCMV弱毒ウイルス、(3)配列番号1に記載のサテライトRNAを有するCMV弱毒ウイルスを、予め植物苗に接種して得られるCMV抵抗性植物、(4)配列番号1に記載のサテライトRNAを有するCMV弱毒ウイルスを、予めインパチェンス苗に接種して得られるCMV抵抗性インパチェンス、(5)配列番号1に記載のサテライトRNAを有するCMV弱毒ウイルスを、予め植物苗に接種することによる植物のCMVの防除法、(6)配列番号1に記載のサテライトRNAを有するCMV弱毒ウイルスを、予めインパチェンス苗に接種することによるインパチェンスのCMVの防除法である。尚、ここで本発明のサテライトRNAは、本発明のCMV弱毒ウイルスNDM08−2から直接採取したものでも、採取したRNAを鋳型としてクローニングしたものでも、又、RNA自動合成装置で化学合成したものでも良い。
【発明の効果】
【0008】
本発明のCMV弱毒ウイルスによって、強毒CMVの病害から多くのインパチェンス品種を防除することができ、強毒CMVが感染しないインパチェンス苗を大量に生産し販売することができる。更には農薬による土壌汚染や残留農薬を心配することなく、ウイルス症状のない健全なインパチェンスを家庭園芸や公園で安全に栽培することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
【実施例】
【0010】
(1)弱毒CMVの採取と作出
日本各地で栽培されていたトマトから、ウイルス症状が軽微に発現した約500枚の葉を採集して、これらの葉に10倍量のリン酸緩衝液(中性付近の0.1Mリン酸緩衝液)を加えて磨砕し、その液をトマト苗(日本デルモンテ(株)製TMK6028)に接種した。一週間後、各々のエライザー検定を行った結果、150系統についてCMVの感染を確認した。これらの中から弱毒ウイルスを選抜すべく、150系統のトマトの感染葉をそれぞれトマト苗(TMK6028)10株ずつに接種して、一週間後、リボ核酸(RNA)分析を行った。その結果、サテライトRNAを有するCMVが53系統から検出された。そして、これら53系統について当該トマト苗におけるウイルス症状調査を行なって、ネクロシスやモザイクが発病した系統や感染力を有しない系統を取り除いて、ウイルス症状が軽微でウイルス増殖量の多い弱毒ウイルスを選抜した。この選抜した弱毒ウイルスは遺伝的に均一ではなく、ウイルス症状が異なっていたので、該トマト苗55株にこれら弱毒ウイルスを接種し、弱いウイルス症状が揃っている株だけを選抜した。更にサテライトRNAの存在が継続されている株だけを採集して、ウイルス接種液の調製を行い、再度該トマト苗に接種し、同じ選抜操作をしてウイルス接種液の調製する作業を5回繰り返し、該トマトで継代接種を行なった。その結果、サテライトRNAを安定して含むCMV弱毒ウイルス(NDM08−2)を作出した。
【0011】
(2)サテライトRNAの単離
NDM08−2をトマト苗(TMK6028)の子葉に接種して感染させて、1〜4週間程度ウイルスを増殖させた後、トマト子葉を採取して−80℃の冷凍庫で凍結した。次いで、この感染葉を粉砕して、2倍量の
0.1%チオグリコール酸を含む 0.5Mクエン酸緩衝液(pH6.5)と同量のクロロホルムを加え、ワーリングブレンダー(ワーリング社製)で破砕した。この破砕液を9500×g、10分間遠心して、上層(水層)の10%に当たる重量のポリエチレングリコールを加えて溶解させた後、40分間静置した。次いで、この溶液を9500×gで20分間遠心分離して、得られた沈殿に2%トライトンX−100を含む0.05Mクエン酸緩衝液(pH7.0)を加えて懸濁し均一化した。この粗精製品を12000×gで遠心分離した上清を240000×gで45分間遠心分離して、沈殿を回収した後、10mMリン酸緩衝液(pH7.0)に懸濁した。この溶液に最終濃度で1%になるように10%SDSを加えて、更にこの溶液と等量のフェノールを加えた後、12000×gで15分間遠心分離した。この上層(水層)を回収して、常法に従ってエタノール沈殿を繰り返し、RNAを単離精製した。その結果、感染葉100gより、約20mgのRNAを得た。次いで得られたRNAを水に溶解して、10〜40%ショ糖密度勾配により超遠心分離(175000×gで16時間)し、得られたサテライトRNAのバンドを採取して、常法に従ってエタノール沈殿を繰り返し、サテライトRNAを単離精製した。精製が不十分な場合は、6M尿素を含む9%ポリアクリルアミドゲルで電気泳動を行なって、臭化エチジウムの溶液で染色し、サテライトRNAのバンドの部分をカミソリで切り取って、透析チューブに入れ、EDTAを含むトリス−酢酸緩衝液中で電気泳動による溶出を行った後、サテライトRNAを回収して、常法に従いエタノール沈殿を繰り返し、サテライトRNAを単離精製した。この電気泳動によるサテライトRNAの溶出の詳細はT.Maniatisらの方法(Molecular Cloning(1982))に従って行なった。
【0012】
(3)サテライトRNAのクローニングとシークエンス
単離精製したサテライトRNAからマイナス鎖(以下−鎖と表記する)cDNAを合成するために、サテライトRNA(約3μg)と3’末端塩基配列に相補的なDNAプライマー(8塩基、1μM)を95℃で熱処理した後、徐冷してアニーリングした。この−鎖cDNA合成反応はOmniscript Reverse Transcriptase((株)キアゲン製)を用いて、37℃、60分の条件で行なった。次いで、得られたcDNAをPCR法によって増幅させた。即ち、プラス鎖サテライトRNAの5’末端に相同的なDNAプライマーと3’末端塩基配列に相補的なDNAプライマーを用いて、94℃1分間、37℃1分間、72℃2分間の反応を45回繰り返すことによってPCR反応を行なった(PCR反応液:10mM Tris−HCl、1.5mM MgCl、50mM KCl、200μM dNTP、2.5units DNA Polymerase(タカラバイオ(株)製))。このcDNAを1.5%アガロースゲル電気泳動によって分離させた後、ゲルより切り出して、DNA回収キットGFX PCR DNA and Gel Band Purification Kit(GEヘルスケア バイオサイエンス(株)製)を用いて精製した。得られたcDNAをT−Aクローニング用ベクターpGEM−T Easy(プロメガ(株)製)にクローニングして、このプラスミドを制限酵素EcoRIで切断することによって、NDM08−2のサテライトRNA由来のcDNAを確認した。
【0013】
このサテライトRNAの塩基配列をThermo Sequenase Cycle Sequencing Kit(GEヘルスケア バイオサイエンス(株)製)とDNAシーケンサDSQ−1000L((株)島津製作所製)を用いて決定した。本発明のCMV弱毒ウイルスであるNDM08−2のサテライトRNAの塩基配列を配列番号1に示す。
【0014】
尚、本発明のNDM08−2は、独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センターにおいて受託が拒否されている(寄託受託証不交付通知書における識別のための表示:NDM08−2)。よって、NDM08−2は出願人自らが保管し、特許法施行規則第27条の3の規定に準じて、譲渡を行う用意がある(保管場所:〒378−0016、群馬県沼田市清水町3784番地、日本デルモンテ株式会社、研究開発本部、植物ワクチン開発部)。
【0015】
(4)弱毒CMVの選抜
ガラス温室において、挿木増殖したサンパチェンス マジェンダ グランデ、サンパチェンス オレンジ、サンパチェンス 斑入りサーモン、サンパチェンス ホワイト及びサンパチェンス ラベンダー(以上、(株)サカタのタネ製)の苗5品種とインパチェンス品種のエクストリーム・ピンク(タキイ種苗(株)製)の苗に、弱毒CMVであるKO1、KO2、KO3、KO4及びKO5(特許第2975739号参照)とNDM−3(特許第3728381号参照)、NDM05−1及びNDM05−2(特開2006−320309号公報参照)、NDM05−3(特開2007−82416号公報参照)、NDM08−1(特願2008−82345号)を接種した際の副作用と、これら弱毒CMVを一次接種後に外界強毒CMVのCM85−3を二次接種した際の当該弱毒CMVの防除効果を予備試験した。その結果、KO3とNDM−3が当該サンパチェンス5品種とインパチェンス品種に有効な弱毒CMVであることが判明した(試験結果は記載せず)。そして、これら2種類の弱毒CMVと本発明のNDM08−2との該サンパチェンス5品種とインパチェンス品種における副作用と、強毒CMVに対する防除効果を詳細に試験調査した。
【0016】
尚、上記の予備試験で使用した弱毒CMVのKO1、KO2、KO3、KO4、KO5、NDM−3、NDM05−1、NDM05−2、NDM05−3及びNDM08−1の塩基配列を、それぞれ配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号6、配列番号7、配列番号8、配列番号9、配列番号10及び配列番号11に示す。
【0017】
(5)弱毒CMV NDM08−2の選抜
上記サンパチェンス苗5品種のうち、サンパチェンス マジェンダ グランデとサンパチェンス オレンジ及びエクストリーム・ピンクの脇芽をセルトレイにそれぞれ挿木して、この挿木の1週間後にこれら挿木苗を16穴セルトレイ(60×60×60mm)に植え替えた。そして、この植え替1週間後、該サンパチェンス2品種とインパチェンス品種の挿木苗5株ずつに、弱毒CMVのNDM08−2、KO3及びNDM−3をウイルス粒子濃度50μg/mlでそれぞれ1次接種し、温室で2ヶ月間程育苗した(挿木1世代)。次いで当該挿木1世代からウイルス症状が微弱な脇芽をそれぞれ選抜して挿木し、温室で2ヶ月間程育苗して(挿木2世代)、更に挿木2世代からウイルス症状が微弱な脇芽をそれぞれ選抜して挿木し、温室で2ヶ月間程育苗した(挿木3世代)。
【0018】
そして、これら挿木1世代、2世代及び3世代のウイルス症状を観察し、当該弱毒ウイルスによる副作用を調査した。尚、ここでの調査方法は、挿木したサンパチェンス苗とインパチェンス苗のウイルス症状を詳細に観察して、下記のウイルス症状指数として点数化し、品種毎の平均値をウイルス症状度として表わしたものである。その結果を表1、2、3、4及び5に示す。
【0019】
(ウイルス症状指数)
このウイルス症状指数は、サンパチェンス苗とインパチェンス苗のウイルス症状において「無症状」を0、「症状あり・退色」を1、「葉の先細い・葉の湾曲」を2、「黄化・糸葉・一部モザイク」を3、「モザイク・弱い壊疽」を4、「壊疽」を5として点数化した。
(ウイルス症状度)
ウイルス症状度は、品種毎に調査した挿木苗のウイルス症状指数の合計値を、当該調査した挿木苗の全株数で除した値(ウイルス症状度=Σ(ウイルス症状指数×株数)/全株数)で表した。
【0020】

【0021】

【0022】

【0023】
表1から表3の結果より、弱毒CMVのKO3を接種して、ウイルス症状が微弱な脇芽を選抜して挿木することを3世代行ったサンパチェンス苗2品種において、1〜3世代の全ての世代に軽微なウイルス症状が発現し(サンパチェンス ホワイト(図1))、インパチェンス品種においては、2世代まで軽微なウイルス症状が発現した。
【0024】
又、NDM−3を接種して、同様に脇芽を3世代挿木継代したサンパチェンス苗2品種においても、1〜3世代の全ての世代に軽微なウイルス症状が発現し、インパチェンス品種においては、2世代まで軽微なウイルス症状が発現した。
【0025】
しかし、NDM08−2を接種して、同様に脇芽を3世代挿木継代したサンパチェンス苗5品種においては、挿木継代3世代目の苗に、ウイルス症状が全く発現せず(サンパチェンス オレンジ(図2))、インパチェンス品種においては、挿木継代2世代目の苗から、ウイルス症状が発現しないことが判明した。
【0026】
(6)弱毒CMV NDM08−2の強毒CMVに対する防除
上記サンパチェンス苗5品種の脇芽をセルトレイにそれぞれ挿木して、この挿木の1週間後にこれら挿木苗を16穴セルトレイ(60×60×60mm)に植え替えた。そしてこの植え替1週間後、当該サンパチェンス5品種の挿木苗5株に、弱毒CMVのNDM08−2、KO3及びNDM−3を、ウイルス粒子濃度50μg/mlでそれぞれ1次接種し、次いで、該サンパチェンス苗5品種に、この1次接種から2週間後に、ウイルス粒子濃度400μg/mlで、外界強毒CMVのCM85−3を二次接種して、約2ヶ月間温室内で育苗した。そして、サンパチェンス苗5品種のウイルス症状を観察して、当該弱毒CMVの防除効果を上記(5)副作用の調査方法と同様に、サンパチェンス苗5品種のウイルス症状度の調査をした。その結果を表4に示す。
【0027】

【0028】
表4の結果より、KO3を一次接種後に強毒CMVのCM85−3を二次接種した際には、サンパチェンス 斑入りサーモンに一部モザイク症状が、ホワイトとラベンダーにも軽微なウイルス症状が現れた。
【0029】
又、NDM−3を一次接種後にCM85−3を二次接種した際には、サンパチェンス マジェンダ グランデには壊疽症状が、オレンジには軽微なウイルス症状(図3)が、斑入りサーモンにはモザイクや壊疽症状が、ホワイトとラベンダーには軽微なウイルス症状が現れた。
【0030】
しかし、NDM08−2を一次接種した後にCM85−3を二次接種した際には、サンパチェンス5品種にはウイルス症状が全く現れなかった(サンパチェンス オレンジ(図4))。又、比較のため、サンパチェンス オレンジの健全株を図5に、一次接種は無接種で二次接種に強毒CM85−3を接種して育苗した株を図6にそれぞれ示す。
【0031】
以上、表1から表4の結果から、本発明のNDM08−2をサンパチェンスに接種して育苗し、その脇芽を挿芽して育苗する挿木継代を3世代行うことによって、副作用を全く示さず、外界の強毒CMVの感染を無症状で防除することができるサンパチェンスが得られることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【0032】
【図1】弱毒CMVのKO3をサンパチェンス ホワイトに接種して3世代挿木継代した際の副作用症状を示す写真である。
【図2】弱毒CMVのNDM−3をサンパチェンス オレンジに一次接種した後、強毒CMVのCM85−3を二次接種した際のウイルス症状を示す写真である。
【図3】弱毒CMVのNDM08−2をサンパチェンス オレンジに接種して3世代挿木継代した際の副作用症状を示す写真である。
【図4】弱毒CMVのNDM08−2をサンパチェンス オレンジに一次接種した後、強毒CMVのCM85−3を二次接種した際のウイルス症状を示す写真である。
【図5】サンパチェンス オレンジの健全株を示す写真である。
【図6】一次接種は無接種で二次接種に強毒CM85−3を接種したサンパチェンス オレンジのウイルス症状を示す写真である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
配列番号1に記載の塩基配列からなるサテライトRNA。
【請求項2】
請求項1に記載のサテライトRNAを有するキュウリモザイクウイルスの弱毒ウイルス。
【請求項3】
請求項2に記載のキュウリモザイクウイルスの弱毒ウイルスを、予め植物苗に接種して得られるキュウリモザイクウイルス抵抗性植物。
【請求項4】
植物苗がインパチェンス苗である請求項3に記載のキュウリモザイクウイルス抵抗性植物。
【請求項5】
請求項2に記載のキュウリモザイクウイルス弱毒ウイルスを、予め植物苗に接種することによる植物のキュウリモザイクウイルスの防除法。
【請求項6】
植物苗がインパチェンス苗である請求項5に記載の植物のキュウリモザイクウイルスの防除法。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2010−88328(P2010−88328A)
【公開日】平成22年4月22日(2010.4.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−260242(P2008−260242)
【出願日】平成20年10月7日(2008.10.7)
【出願人】(000104559)日本デルモンテ株式会社 (44)
【Fターム(参考)】