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| パニカムモザイクウイルス | |
|---|---|
ウイルスの分類 
| |
| (ランク外): | ウイルス |
| 領域: | リボビリア |
| 王国： | オルタナウイルス科 |
| 門: | キトリノビリコタ |
| クラス： | トルカビルセテス |
| 注文： | トリビラ目 |
| 家族： | トムブスウイルス科 |
| 属: | パニコウイルス |
| 種： | パニカムモザイクウイルス
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パニカムモザイクウイルス（PMV）は、プラス鎖一本鎖RNAウイルス病原体で、イネ科イネ科のパニコイド族の。 [1]この病原体は1953年にカンザス州で初めて特定され、芝草、スイッチグラス、キビの特定の栽培品種に最も一般的に病気を引き起こします。パニカムモザイクウイルス病原体に関連する最も一般的な病気は、芝草の種に感染してクロロティック斑点を引き起こすセントオーガスティン衰退症候群です。 [2]セントオーガスティン衰退に加えて、パニカムモザイクウイルスは、スイッチグラスとキビの特定の栽培品種にクロロティック条斑と軽度の緑色モザイクを引き起こします。 [3]
歴史
PMVは1953年にカンザス州で初めて確認された。当初はスイッチグラス（Panicum virgatum ）に感染することが確認され、1966年にはテキサス州でセントオーガスチングラス（Stenotaphrum secundatum）に感染することが確認された。セントオーガスチングラスに特有の株はその後、米国のアーカンソー州、ルイジアナ州、ミシシッピ州、サウスカロライナ州、およびメキシコで確認されている。他の株はセンチピードグラス（Eremochloa ophiuroides）に感染することが確認されている。 [4]アワ（Setaria italica）、白キビ（Panicum miliaceum）、トウジンビエ（Pennisetum glaucum ）もPMVやパニカムモザイクサテライトウイルス（ SPMV ）の増殖に利用されており、トウモロコシや一部の普通小麦品種（Triticum aestivum ）への機械的伝播も起こり得る。[5]
分類
パニカムモザイクウイルスは、植物ウイルス科トムブスウイルス科に属するパニコウイルス属 に分類される。[4]トムブスウイルス科のウイルスは、正鎖一本鎖のエンベロープのないRNAウイルスとして伝染し、正二十面体のカプシドを持つ。[6] PMV自体は4,326ヌクレオチドのゲノムを持ち、26 kDaのカプシドタンパク質によって30 nmの粒子にカプセル化されている。[ 4 ] PMVは単 子葉植物の宿主範囲が限られており、追加の5'-ORFがないため、パニコウイルス属に分類された。PMVは血清学的にはモリナ条斑ウイルスおよびトウモロコシマイルドモットルウイルスと関連がある。[5]
衛星パニカムモザイクウイルス
パニカムモザイクウイルスにはサテライトウイルスが存在する。サテライトパニカムモザイクウイルスについてはほとんど知られていないが、この病原体は感染プロセスにおいて役割を果たしていると考えられている。なぜなら、パニカムモザイクウイルスと組み合わさると、サテライトウイルスは生育期に症状を早期に発現させ、より重篤な感染を引き起こすからである。[7]主なウイルス病原体に対する病原性の変化により、パニカムモザイクウイルスとサテライトパニカムモザイクウイルスは宿主に相乗効果をもたらすと考えられている。サテライトパニカムモザイクウイルスは独自の複製タンパク質や移動タンパク質を生成できないため、宿主植物内での複製と全身移動はパニカムモザイクウイルスに完全に依存している。[8]
病因と疾患の特徴
パニカムモザイクウイルスは、機械的な傷から侵入して単子葉植物に感染する植物病です。 [9]パニカムモザイクウイルスの病原体は宿主植物に自身の傷を作ることができないため、病原体は将来の宿主の着生植物または植物の残骸の中で傷ができるまで生き残る必要があります。 [10]ウイルスは感染した植物の残骸の中で最大9年間生きることができます。ウイルスは風、雨、耕作や草刈りなどの耕作によって環境中を移動します。ウイルスが植物に侵入すると、パニカムモザイクウイルス粒子は、カプシドの一部として3つのタンパク質（p8、p6.6、およびp15）を生成して植物全体に広がります。[7]パニカムモザイクウイルスの潜伏期間は、約29〜35℃の暖かい条件で最も速く、7〜18日しかかかりません。[10]
病原体の構成に関しては、パニカムモザイクウイルスとその関連パニカムサテライトモザイクウイルスには2つの特徴的な成分があります。この病気の特徴の1つは、直径17nmの等尺形状の42S成分であり、それ自体では感染性がないことが示されています。 [11]パニカムモザイクウイルスの2つ目の特徴的な成分は、直径約30nmの等尺形状の109S成分であり、感染性があることが示されています。複製テストから、109S成分がパニカムモザイク病原体であり、病原体の42S成分がパニカムサテライトウイルスであると考えられています。これは、109S成分が独立して複製するのに対し、42Sは109S成分なしでは複製できないためです。[要出典]
宿主と症状
セントオーガスチン草
セントオーガスティン芝（Stenotaphrum secundatum ）におけるセントオーガスティン衰退症候群の症状は、葉のまだら模様や縞模様に加えて、軽度の緑色のモザイク模様です。[2]極端な場合、この病気が感受性植物に影響を与えると、芝草作物がクロロシスを起こすことがあります。この病気は、芝刈りなどの機械的媒介によってのみ広がります。現時点では、パニカムモザイクウイルスを制御する唯一の方法は、耐性のある栽培品種を植えることです。芝草では、この病気は、非耐性芝種が蔓延しているため、地理的に米国中南部と南東部に集中しています。[2]
キビ
キビに対するパニカムモザイクウイルスの症状は、サテライトウイルスがない場合、軽度のクロロシスと軽度の発育阻害です。[9]パニカムモザイクウイルスとサテライトパニカムモザイクウイルスのキビ栽培品種に対する相乗効果は、植物に接種してから数日以内に急速にクロロシスの縞模様が発生することです。パニカムモザイクウイルスとサテライトパニカムモザイクウイルスの組み合わせによるキビへの長期的な影響は、葉のモザイク化、発育阻害、および種子の形成不全です。[12]
スイッチグラス
スイッチグラスは、約1世紀前に侵食防止と飼料用に栽培され始めた在来の草原の草です。 [13] 1980年代には、スイッチグラスはバイオ燃料用に栽培され始めました。過去30年間で、スイッチグラスやその他のエネルギー作物の病気の研究量は劇的に増加しました。[要出典]
キビや芝草に現れる症状と同様に、パニカムモザイクウイルスはスイッチグラスにクロロチックな斑点と発育阻害を引き起こします。[7]芝草とは異なり、スイッチグラスには栽培可能な耐性品種はありません。栽培されているスイッチグラスの種には耐性がないため、エネルギー作物栽培システム内で大規模な病気が発生する危険性があります。[要出典]
管理
セントオーガスティンの芝生の衰退
セントオーガスティン衰退症候群を制御する主な方法は、耐性品種の育成です。この耐性育成法は芝生では成功しており、セントオーガスティン芝の2つの耐性栽培品種、FA-108とFA-2002（愛称は「ローリー」と「セビリア」）の生産につながりました。[14]耐性遺伝子とは別に、セントオーガスティン衰退症候群を管理するもう1つのオプションは、病原体の拡散を防ぐために、異なる土地で芝刈りをする間に道具を洗浄する耕作による制御です。 [2]セントオーガスティン衰退症候群の3番目の制御オプションは、感染した樹液が簡単に拡散できないため、乾燥した天候のときにのみ芝刈りを行うことです。[2]
スイッチグラスとキビ
病原体の強い株は経済的にも美観的にも有害であるが、弱い株の接種による交差防御は、パニカムモザイクウイルスと感受性宿主との有益な相互作用である可能性がある。弱い株の接種の利点は、作物が交差防御を持つことを意味し、これは作物がより攻撃的で毒性の強い株にさらされた場合でも、作物の収量損失がそれほど大きくないことを意味する。[7]
弱い株の接種に伴うリスクの 1 つは、他のウイルス株や病原体に対する感受性が高まることです。さらに、弱い株がより毒性の強い株に変異するリスクもあります。あるいは、接種された弱いウイルス病は、別のウイルス病原体が植物に感染した場合に相乗効果を引き起こす可能性があります。[15]弱い株を使用した作物の交差防御によってもたらされるリスクにもかかわらず、この方法は他のいくつかのウイルスの制御に有効であることが証明されています。スイッチグラスの場合、病原体制御のための耐性遺伝子がないため、交差防御が最も有望な選択肢であると思われます。[7]
参考文献
- ^ Lapierre, H. および Pierre-AS (2004).イネ科植物 (Gramineae) のウイルスとウイルス病。Editions Quae。
- ^ abcde Ferrin, D. (2008). 「St. Augustine Decline (SAD)」（PDF）。ルイジアナ州立大学。 2018年6月8日閲覧。
- ^ 米国農務省 (USDA). (1999) パニカムモザイクウイルス (PMV). 2016 年 10 月 24 日に https://www.ars.usda.gov/oc/np/pearlmillet/virapm/ から取得
- ^ abc Cabrera, Over; Karen-Beth G. Scholthof (1999年10月). 「セントオーガスティンの衰退の複雑なウイルス病因」.植物病. 83 (10): 902–904. doi :10.1094/PDIS.1999.83.10.902. PMID 30841070.
- ^ ab ラピエール、エルヴェ;ピエール・A・シニョレ（2004年10月5日）。イネ科（イネ科）のウイルスおよびウイルス病。インラ。 p. 798.ISBN 2-7380-1088-1。
- ^ ICTVdB – ユニバーサルウイルスデータベース、バージョン 3 00.074。トムブスウイルス科
- ^ abcde Stewart, CL (2014). PANICUM MOSAIC VIRUS COMPLEX AND BIOFUELS SWITCHGRASS. 2016年10月24日閲覧、http://digitalcommons.unl.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1044&context=biosysengdiss
- ^ Omarov, RT, Qi, D., & Scholthof, KBG (2005). サテライトパニカムモザイクウイルスのカプシドタンパク質は全身侵入に寄与し、ヘルパーウイルスと相互作用する。Journal of Virology、79 (15)、9756–9764。
- ^ ab Sill, WH Jr; Pickett, R C. (1957). スイッチグラス Panicum virgatum L. の新しいウイルス病. Plant Disease Reporter. 41: 241–249.
- ^ ab Sill, WH, & Talens, LT (1962). Panicum mosaic viral の新しい宿主と特徴Plant Dis Rep , 46 , 780–783.
- ^ Buzen, FG, Niblett, CL, Hooper, GR, Hubbard, J., & Newman, MA (1984). Panicum mosaicvirusとそれに関連するサテライトウイルスのさらなる特徴づけPhytopathology , 74 (3), 313–318.
- ^ Qi, D., Omarov, RT, & Scholthof, KBG (2008) .サテライトパニカムモザイクウイルスカプシドタンパク質の複雑な細胞内分布は感染時の多機能的役割を反映している。Virology , 376 (1), 154–164.
- ^ Wright, L. (2007). スイッチグラスが「モデル」高潜在エネルギー作物として選ばれた経緯と理由に関する歴史的視点。オークリッジ国立研究所。
- ^ Reinert, JA, Bruton, BD, & Toler, RW (1980). セントオーガスチングラスのサザンチンチバグおよびパニカムモザイクウイルスのセントオーガスチン衰退株に対する耐性。経済昆虫学ジャーナル、73 (4)、602–604。
- ^ Fulton, RW (1986). 植物ウイルス病防除における交差防御の利用に関する実践と予防措置。Annual review of Phytopathology、24 (1)、67–81。