ヒヨドリバナに感染するジェミニウイルスの分子生態学

ヒヨドリバナ属には有性生殖型と無性生殖型がある。ヒヨドリバナはジェミニウイルスの感染を受け、無性生殖型の方がより高い率で感染される。ジェミニウイルスは遺伝子レベルでよく研究されている植物ウイルスである。その知識を活用し、ホストと病原体の相互作用系で予測される淘汰の検出をめざすのが本研究の目的である。これまでの研究から、ホストレンジを決定するC4遺伝子を含むDNA領域をPCRで増幅し、PCR-SSCP法で多重感染を検出し、その上でSSCPタイプの配列を決定する技術的準備が整っている。また、ヨツバヒヨドリ有性集団とヒヨドリバナ無性集団が隣接する伊豆半島天城山北斜面で調査データを蓄積している。この調査地で各SSCPタイプから複数のPCR産物の配列を決定し、日本各地から得られたウイルスとの系統関係を調査した。ウイルスの系統は地理的にまとまる傾向を示さず、地域集団間の移住が頻繁に起きていると考えられる。ただし、各SSCPタイプ内の配列変異は単系統となり、いくつかのSSCPタイプも姉妹関係にあることがわかった。これらの分化は集団内で起きたものと考えられる。そこで、有性生殖ホスト集団内で起きたと考えられるアミノ酸置換数と地理的に異なる集団間で起きたと考えられるアミノ酸置換数を比較した結果、前者ではC4のアミノ酸置換数がC4以外の領域のそれより多く、後者では逆の関係が得られた。この結果は統計的に有意であり、有性ホスト集団内ではアミノ酸置換が加速されることが示唆された。

ヒヨドリバナ属には有性生殖型と無性生殖型がある。ヒヨドリバナはジェミニウイルスの感染を受け、無性生殖型の方がより高い率で感染される。ジェミニウイルスは遺伝子レベルでよく研究されている植物ウイルスである。その知識を活用し、ホストと病原体の相互作用系で予測される淘汰の検出をめざすのが本研究の目的である。これまでの研究から、ホストレンジを決定するC4遺伝子を含むDNA領域をPCRで増幅し、PCR-SSCP法で多重感染を検出し、その上でSSCPタイプの配列を決定する技術的準備が整っている。また、ヨツバヒヨドリ有性集団とヒヨドリバナ無性集団が隣接する伊豆半島天城山北斜面で調査データを蓄積している。この調査地で各SSCPタイプから複数のPCR産物の配列を決定し、日本各地から得られたウイルスとの系統関係を調査した。ウイルスの系統は地理的にまとまる傾向を示さず、地域集団間の移住が頻繁に起きていると考えられる。ただし、各SSCPタイプ内の配列変異は単系統となり、いくつかのSSCPタイプも姉妹関係にあることがわかった。これらの分化は集団内で起きたものと考えられる。そこで、有性生殖ホスト集団内で起きたと考えられるアミノ酸置換数と地理的に異なる集団間で起きたと考えられるアミノ酸置換数を比較した結果、前者ではC4のアミノ酸置換数がC4以外の領域のそれより多く、後者では逆の関係が得られた。この結果は統計的に有意であり、有性ホスト集団内ではアミノ酸置換が加速されることが示唆された。