イネ黒縞矮性ウイルス。植物-ウイルス-ベクター間の多元的相互作用から断続的な伝染病へ

Rice black-streaked dwarf virus: From multiparty interactions among plant-virus-vector to intermittent epidemics.

• Nan Wu
• Lu Zhang
• Yingdang Ren
• Xifeng Wang

抄録

イネ黒縞矮性ウイルス（RBSDV）（種：イネ黒縞矮性ウイルス、Fijivirus属、Reoviridae科）は、東アジア諸国で断続的に発生し、大きな収量損失をもたらすイネ黒縞矮性病とトウモロコシ荒萎病の原因菌である。伝染病が断続的に発生するため、正確な予測や効果的な管理戦略の立案は困難である。しかし、最近では、宿主-ウイルス-媒介昆虫の相互作用に関する知見が、病気の予測や防除対策に役立つようになってきている。また、抵抗性遺伝子も同定され、マップ化されつつあります。

Rice black-streaked dwarf virus (RBSDV) (species Rice black-streaked dwarf virus, genus Fijivirus, family Reoviridae) is the causal agent of rice black-streaked dwarf and maize rough dwarf diseases, which occur in intermittent epidemics in East Asian countries and are responsible for considerable yield losses. Intermittency of epidemics make accurate forecasting and designing of effective management strategies difficult. However, recent insights into host-virus-vector insect interactions are now informing forecasting and disease control measures. Resistance genes are also being identified and mapped.

症候学と宿主範囲:

RBSDV は、Oryza sativa、Zea mays、Triticum aestivum を含むイネ科の作物や雑草にのみ、極端な発育阻害、黒ずんだ葉、硬い葉を誘発します。感染した植物は、全体的または部分的に変形したパニクルを発生させ、収穫まで生き残っています。

SYMPTOMATOLOGY AND HOST RANGE: RBSDV induces extreme stunting, darkened, and stiff leaves of crops and weeds only in the family Poaceae, including Oryza sativa, Zea mays, and Triticum aestivum. Infected plants produce totally or partially deformed panicles and remain alive through harvest.

GENOME AND GENE FUNCTION:

非発生ウイルス粒子は、二層構造のキャプシド、ゲノム二本鎖RNA（dsRNA）を含む50nmのコア、6つのタンパク質から構成されています。RBSDV のゲノムは、分子量の小さい順に S1 から S10 と名付けられた 10 個の dsRNA セグメントを含んでいます。セグメント１、２、３、４、６、８、および１０は、それぞれ、ＲＮＡ依存性ＲＮＡポリメラーゼ（ＲｄＲｐ）、主要なコア構造タンパク質、グアニルトランスフェラーゼ活性を有するタンパク質、外殻Ｂスパイクタンパク質、ウイルスＲＮＡサイレンシングサプレッサー、主要なキャプシドタンパク質、および外殻キャプシドタンパク質をコードしている。セグメント５、７、９のそれぞれが２つのタンパク質をコードしている。ウイルスプラスムの構成要素であるＰ５-１；機能不明のＰ５-２；感染組織内の管状構造の構造マトリックスの形成に関与する非構造タンパク質Ｐ７-１；機能不明のＰ７-２；感染細胞内のウイルスプラスムの主要構成要素であり、ウイルス複製に関与するＰ９-１；および機能不明のＰ９-２である。

GENOME AND GENE FUNCTION: The nonenveloped virus particles comprise a double-layered capsid, 50-nm core with genomic double-stranded RNA (dsRNA), and six proteins. The genome of RBSDV contains 10 segments of dsRNA, named S1 to S10 in decreasing order of molecular weight. Segments 1, 2, 3, 4, 6, 8, and 10 encode the RNA-dependent RNA polymerase (RdRp), the major core structural protein, a protein with guanylyltransferase activity, an outer-shell B-spike protein, viral RNA-silencing suppressor, the major capsid protein, and the outer capsid protein, respectively. Each of the segments 5, 7, and 9 encodes two proteins: P5-1, a component of viroplasms; P5-2 of unknown function; nonstructural protein P7-1, involved in forming the structural matrix of tubular structures in infected tissues; P7-2 of unknown function; P9-1, the main component of viroplasms in infected cells and involved in viral replication; and P9-2 of unknown function.

伝達と疫学:

RBSDVはラオデルファクス・ストリアテルスによって持続的に伝播する。媒介昆虫は自然界での唯一のウイルス伝播手段であり、その移動と伝搬効率は疫病の発生に必須である。罹病しやすい品種は広く植えられているが、媒介虫による効率的な伝搬が疫病発生の第一の原因である。栽培システム、農薬の過剰使用、気候条件もまた、媒介昆虫の発生とその個体群動態に影響を与え、伝染病の発生に寄与している。

TRANSMISSION AND EPIDEMIOLOGY: RBSDV is transmitted by Laodelphax striatellus in a persistent propagative manner. The vector insect is the only means of virus spread in nature, so its migration and transmission efficiency are obligatory for disease epidemics to develop. Susceptible varieties are widely planted, but efficient transmission by vectors is the primary reason for the epidemics. Cultivation system, pesticide overuse, and climatic conditions also contribute to epidemics by affecting the development of the vector insects and their population dynamics.

疾病管理:

耐性品種が存在しない場合、統合的な病害管理は、昆虫ベクターによるウイルス感染のサイクルを断ち切ることを目的としている。遺伝学的研究では、抵抗性はほとんどが定量的な形質遺伝子座または複数の遺伝子によって支配されていることが示されている。RNA 干渉を利用した遺伝子工学や遺伝子編集戦略は、病気を制御するための潜在的なアプローチである。

DISEASE MANAGEMENT: In the absence of resistant varieties, integrated disease management aims at disrupting the cycle of virus transmission by the insect vector. Inheritance studies have indicated that resistance is mostly governed by quantitative trait loci or multiple genes. Genetic engineering through RNA-interference and gene-editing strategies are potential approaches for disease control.

© 2020 The Authors. Molecular Plant Pathology published by British Society for Plant Pathology and John Wiley & Sons Ltd.