成績概要書                 (作成 平成13年1月)
課題分類
研究課題名  コムギ縞萎縮ウイルスの検出技術の確立
予算区分  道費
担当科  中央農試農産工学部遺伝子工学科
       北海道大学大学院農学研究科
研究期間  平成9〜12年

1.目的
 コムギ縞萎縮ウイルス(WYMV)は、コムギの根に寄生する土壌菌Polymyxa graminisによって媒介される土壌伝染性のウイルスである。現在の主要品種「ホクシン」は、コムギ縞萎縮病に弱く、「ホクシン」の作付増加に伴い、本ウイルスの分布が拡大している。そこで、道内における発生実態調査および抵抗性系統の早期選抜のために、遺伝子工学的手法を利用して、コムギ縞萎縮ウイルスの実用的な検出技術を確立する。

2.方法
 1)病原ウイルスの抗体作成
 通常の手法では抗原となるウイルス粒子の純化が困難だったため、ウイルスの遺伝子を単離し、大腸菌発現系を用いて、抗体作成のための抗原を得た(図1)。
  コムギ縞萎縮ウイルスのエライザ法による検出法の確立
   ↓
  ウイルスの抗血清が必要
   ↓
  抗原となるウイルス粒子(タンパク)が多量に必要
   ↓
  コムギ縞萎縮ウイルスの大量純化が困難
   ↓
  ウイルスの外被タンパク質(CP)遺伝子を単離
   ↓
  大腸菌に組み込みCPを大量発現させる
   ↓
  大腸菌につくらせたウイルスのタンパク質を抗原に利用
   ↓
  抗血清(抗体)の作成

 2)エライザ法による検出
 作成した抗体を用いて直接法(二重抗体法)で行った。

 3)遺伝子診断による高感度検出
 コムギ縞萎縮ウイルスのCP遺伝子を特異的に検出するRT-nested PCR法を行った。

3.結果の概要・要約
 1)伊達市「ホクシン」の病葉から、コムギ縞萎縮ウイルスのRNAを抽出し、RT-PCR法によって外被タンパク質(CP)遺伝子を単離した。
 2)単離したCP遺伝子を大腸菌に組み込んだところ、コムギ縞萎縮ウイルスの外被タンパク質(CP)を大量に発現させることができた(図2)。大量発現したCPをカラムで精製して、抗血清作成のための抗原を得た。
 3)得られた抗原をウサギに免疫し、抗血清(抗体)を作成した。作成した抗体を用い、エライザ法によってウイルスの検出を行った結果、病葉の10,000倍希釈液からも検出できた(図3)。
 4)エライザによるコムギからのウイルス検出部位を検討した結果、最上位展開葉では吸光値が低下し(図4)、葉身部位では先端で吸光値が高まった。したがって、エライザ検定は、最上位展開葉の1枚下の葉の先端部を検定用サンプルとする。
 5)コムギ縞萎縮ウイルスのCP遺伝子を検出する遺伝子診断、RT-nestedPCR法による高感度検出技術を開発した。RT-nestedPCRによる検出感度はエライザの約1,000倍であった。


図1 コムギ縞萎縮ウイルスの外被タンパク質(CP)遺伝子の単離と大腸菌での大量発現


図2 大腸菌で発見されたウイルス外被タンパク質(CP)


図3 エライザによるウイルスの検出感度


図4 エライザによるコムギの検定葉位(n枚目:最上位展開葉からの枚数)

4.成果の活用面と留意点

 エライザ法は、発生実態調査、品種系統の抵抗性検定など、コムギ縞萎縮ウイルスの検出に幅広く活用できる。

5.残された問題点とその対応
1)大腸菌発現系を利用した抗体作成の他の病原ウイルスへの応用
2)コムギ縞萎縮ウイルスの土壌検診法の開発