新しいマイコウイルスがお茶の植物の真菌から見つかったよ。
研究で、茶葉の健康に影響を与える二重効果のマイコウイルスが特定された。
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目次
マイコウイルス、つまり真菌ウイルスは、菌類に感染する小さな存在だよ。これらのウイルスは、宿主の菌類といろんな形で相互作用することができるんだ。いくつかのマイコウイルスは宿主の菌類を弱らせるけど、他のは特定の条件で強く成長させるかもしれない。これによって、有害な真菌による植物病をコントロールするチャンスが生まれるんだ。
植物の健康におけるマイコウイルスの役割
いくつかのマイコウイルスは、真菌が植物に与える有害な影響を軽減することができるよ。たとえば、Cryptonectria hypovirus 1ってウイルスは、ヨーロッパでクリのブレイトを防ぐために使われてきたんだ。同様に、Sclerotinia sclerotiorum hypovirulence-associated DNA virus 1ってウイルスは、中国のアブラナの茎腐れ管理に使われているよ。
逆に、特定のマイコウイルスは宿主の真菌の特性を強化することもあるんだ。例えば、Beauveria bassiana victorivirus 1が宿主の真菌に感染すると、昆虫を攻撃する能力が高まるんだ。この特性は農業にとって魅力的で、害虫駆除に役立つかもしれないね。
でも、すべてのマイコウイルスが良い影響を与えるわけじゃない。一部は感染する真菌の有害さを増すこともあるんだ。たとえば、高麗人参の根腐れの真菌と、油seed rapeのブラックレッグ病に関連するウイルスがあるよ。こうした発見は、バイオコントロール手段としてのウイルス利用に対する懸念を引き起こす。だから、こういったウイルスを扱うときは、意図しない影響を避けるために注意が必要だね。
パルティチウイルスのファミリー
マイコウイルスはファミリーに属していて、特に注目すべきファミリーはPartitiviridaeだ。このファミリーには、真菌、植物、原生生物に感染するウイルスのグループがいくつかあるよ。AlphapartitivirusやBetapartivirusなど、いくつかの属に分かれているんだ。新しい属も提案されているよ。
パルティチウイルスは、宿主の真菌に持続的に感染する能力が認められている。しかし、例外もあるんだ。たとえば、Colletotrichum alienum partitivirus 1は、その宿主真菌の病原性と成長を弱めることがわかっていて、異常な胞子の生成を増やすことがあるんだ。他のパルティチウイルスも宿主に似たような影響を与え、成長率と病原性を低下させることが多いよ。
面白いことに、一つのパルティチウイルスはTalaromyces marneffeiで過剰病原性を引き起こすことがわかった。これは、大半のパルティチウイルスが宿主においてあまり有害な特性と関連付けられていない中で、重要な発見なんだ。
茶の植物の重要性
茶の植物、特にCamellia sinensisは、経済と健康の両方にとってめっちゃ重要だよ。中国で広く栽培されてるけど、病気に弱いんだ。一つの大きな病気が茶のアントラコノースで、これは茶の栽培に対する大きな挑戦になっている。
茶のアントラコノースの主な原因は場所によって異なるけど、Discula theae-sinensisやさまざまなColletotrichumの種が関連してることが多い。最近、新たにSinodiscula theae-sinensisとSinodiscula camellicolaの二つの新しい真菌が茶の作物に対する脅威として特定されたんだ。これらの真菌は似たような症状を引き起こすから、植物を見ただけでは区別するのが難しい。
中国の多くの茶の品種がこれらの真菌に対して敏感なので、茶作物を守るために効果的な制御方法を見つけることが重要だよ。これらの真菌に感染するマイコウイルスを研究することで、こうした病気の管理に革新的なアプローチが導かれるかもしれないね。
新しいマイコウイルスの発見
この研究では、茶の植物から分離した真菌Sinodiscula camellicolaから新しいマイコウイルスが特定されたよ。科学者たちは、その特徴を分子、形態、そして生物学的レベルで調べたんだ。この新しいウイルスは、他のパルティチウイルスには記録されていないユニークな特性を示している。驚くべきことに、宿主真菌に対して二重の効果を持っていて、成長を減らす一方で、病原性を高めることができるんだ。
真菌株と培養
研究者たちは、典型的な葉枯れの症状を示す病気の茶葉からSinodiscula camellicolaの株WJT-1-1を分離したよ。健康な葉からも株を集めて、両方の株を制御された環境で培養して特性を研究したんだ。
ウイルスRNAの抽出と検証
ウイルスRNAを抽出するために、研究者たちは数日間特別なプレートで菌糸サンプルを培養したよ。サンプルを処理するために、RNAを他の成分から分離するのに役立つ特定の化学物質を使ったんだ。このステップの後、抽出したRNAをゲル電気泳動で可視化して、ウイルスの存在を確認したんだ。
ウイルスのゲノム構造の理解
研究者たちは観察されたマイコウイルスの完全なゲノム構造を特定するためにシーケンシングを行ったよ。RNAの二つのセグメントを見つけて、それぞれがウイルスのライフサイクルに重要な特定のタンパク質をコードしていることがわかった。この発見から、この新しいマイコウイルスはSinodiscula camellicola partitivirus 1という名前で、パルティチウイルスのファミリーに属すると考えられるよ。
ウイルスの構造の探求
チームはウイルス粒子の構造を分析し、それらが独特な形を形成していることを観察したんだ。密度勾配遠心分離法を使って、これらの粒子を真菌細胞から分離した。これらの努力によって、ウイルスのカプシドとタンパク質の予想されるサイズに一致するタンパク質成分が特定されたよ。
電子顕微鏡を使って、研究者たちはウイルス粒子を可視化した。この技術により、ウイルスのサイズが既知のパルティチウイルスに典型的な範囲であることが明らかになった。
ウイルスの真菌成長と病原性への影響
マイコウイルスが宿主の真菌にどのように影響するかを評価するために、成長率と病原性をテストする実験を設計したんだ。感染した株は健康な株に比べて成長が遅いことがわかった。同時に、感染した真菌は茶の葉に対して病原性が高いことが確認されたよ。
ウイルス伝播の実験
研究者たちはウイルスがどのように広がるかを理解することを目指したんだ。感染した株と非感染株を接触させるテストを設定したけど、残念ながらウイルスは二つの株の間で簡単には伝播しないことがわかった。つまり、水平伝播はありそうにないね。
その後、プロトプラスト転送という方法で、健康な真菌株にウイルスを導入する実験を行った。ウイルスの移転に成功した率は低かったけど、いくつかの転送した真菌は成長が減少し、病原性が高まったんだ。
重要な発見
この研究からの発見は、Sinodiscula camellicola partitivirus 1が宿主真菌に対してポジティブな影響とネガティブな影響の両方を持つことを明らかにしているよ。真菌の成長を弱める一方で、病気を引き起こす能力を高める。この二重の効果は特に興味深く、真菌ウイルスの研究において独特なケースを表しているんだ。
農業への影響
この新しいマイコウイルスの発見は、ウイルスとその宿主真菌との関係の複雑さに貴重な洞察を提供するよ。これらの相互作用を理解することで、特に茶のような経済的に重要な植物での真菌病の管理戦略が改善されるかもしれないね。
この結果は、農業の現場でウイルス感染が真菌の行動をどう変えるかに関する重要な疑問も提起しているよ。ウイルスが成長を弱めつつ有害さを高める能力は、これらの相互作用をどのように操作すれば作物保護をより効果的にできるかを探求する必要があることを示唆しているんだ。
結論
要するに、Sinodiscula camellicola partitivirus 1の特定は、マイコウイルスの研究において重要な進展を示すよ。この研究は、Partitiviridaeファミリー内のウイルス多様性に関する知識を豊かにするだけでなく、農業におけるウイルスの相互作用を活用する可能性も強調している。科学者たちがこれらの関係の複雑さを解明し続ける中で、私たちは有害な真菌病から作物を守るための新しく革新的な戦略を期待できるだろうね。
タイトル: A Novel Partitivirus Confers Dual Contradictory Effect to Its Host Fungus: Growth Attenuation and Virulence Enhancement
概要: Mycoviruses represent potential role in the biocontrol approach due to their ability to reduce both virulence and vegetative growth in some phytopathogenic fungi. However, the mycoviruses enhancing the damage caused by these fungi remains poorly identified and characterized. In this study, a novel double-stranded RNA (dsRNA) fungal virus, tentatively named Sinodiscula camellicola partitivirus 1 (ScPV1), was identified in the phytopathogenic fungus Sinodiscula camellicola, isolated from tea leaves. ScPV1 possesses two genomic components of 1835 and 1697 bp, each containing an open reading frame (ORF) that encodes the putative RNA-dependent RNA polymerase (RdRp) and coat protein (CP), respectively, as confirmed by mass spectrometry. Phylogenetic analysis of the amino acid sequences of the RdRps from ScPV1 and related mycoviruses placed ScPV1 within a newly proposed genus, Epsilonpartitivirus, of the family Partitiviridae. Viral purification via ultracentrifugation and transmission electron microscopy observations revealed that ScPV1 dsRNA genomes are encapsidated within virus particles approximately 31 nm in size, ranging from 24.9 to 36.8 nm, along with the RdRp protein in an unexpected size. Transfection experiments with purified virions exhibited transfectants with significant reduced growth rates while increased virulence, indicating that ScPV1 has two-sided effect on its host fungus. This finding represents a significant advancement in understanding the complex interactions between mycoviruses and their host fungi. Author summaryTo characterize new molecular and biological traits of partitiviruses will provide substantial contributions for a better understanding of mycoviruses, as partitiviruses are prevalent across a wide range of hosts, including plants, protists, and fungi. Here, we identified a novel partitivirus, tentatively named Sinodiscula camellicola partitivirus 1 (ScPV1), from a fungus infecting tea plant, marking the first report of a partitivirus from a phytopathogenic fungus infecting tea plant. ScPV1 is characterized by two dsRNA genomic components encapsidated in particles of varying sizes, along with an RNA-dependent RNA polymerase protein of an expected size and containing some unique amino acids, indicating its distinct molecular and morphological traits. Our biological tests on transfectants generated via protoplast transfection with purified virions have rigorously demonstrated that ScPV1 impairs vegetative growth while enhancing virulence in its fungal host. This finding represents the first instance of a mycovirus responsible for hypervirulence and exhibiting dual effects on a phytopathogenic fungus through virion-transfection, as well as the first case of a partitivirus conferring hypervirulence while promoting vegetative growth in a phytopathogenic fungus. We anticipate that these findings will significantly advance our understanding of the complex interactions between mycoviruses and their host fungi.
著者: Wenxing Xu, Z. Liu, M. Chen, L. Kong, A. Hamdy, S. K. Risky, M. Hiromitsu
最終更新: 2024-09-02 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.02.610770
ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.02.610770.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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