プレスリリース
(研究成果) 新興ウイルス病に強いトマトの作出方法を開発

開発の社会的背景

農作物のウイルス病は生育不良や収量低下などを起こすため、その防除は重要な課題です。トマトの栽培においては、1970年代頃まではトマトモザイクウイルス(ToMV)による被害が問題となっていましたが、抵抗性遺伝子¹⁾Tm-2²を導入した品種が世界的に広く利用されるようになり、ToMVの被害はあまり見られなくなっていました。2014年に中東で、ToMVと同じトバモウイルス属²⁾の新しいウイルスtomato brown rugose fruit virus(ToBRFV)が発見されました。ToBRFVはTm-2²を有するトマトにも感染することが可能で、世界中に急速に拡がりつつあります。現在まで我が国での発生報告はありませんが、国内への侵入が強く懸念されており、万が一発生した場合の対策を準備する必要があります。

研究の経緯

研究チームはこれまでに、研究用のモデル植物であるシロイヌナズナを使って、トバモウイルス属のウイルスが増殖に利用する遺伝子TOM1を特定していました。TOM1の欠損は、生育に目立った悪影響を与えることなくトバモウイルスの増殖を抑制することから、これにより効果的にウイルス抵抗性植物を作出できる可能性があります。ゲノム編集技術の進歩により、様々な作物で標的遺伝子を変異させることが容易になったことから、トマトのTOM1遺伝子を働かなくすることができれば、ToBRFVに抵抗性を示すトマトが作出できるのではないかと考え、これに取り組みました。

研究の内容・意義

• ToBRFV抵抗性トマトの作出
  トマトのゲノム情報を調べたところ、TOM1と類似した遺伝子が5個見つかりました。そのうちの1つはほとんど働いていなかったため、ゲノム編集を用いて残りの4個のTOM1類似遺伝子を働かなくし、TOM1類似タンパク質が産生されないトマトを作出しました。この4つの変異をもつトマト(TOM1ゲノム編集トマト)は、ToBRFVに対して強い抵抗性を示しました(図1)。TOM1ゲノム編集トマトは他にも3種のトバモウイルス(ToMV、タバコモザイクウイルス、アブラナモザイクウイルス)に対して同様の抵抗性を示し、複数の重要ウイルス病に同時に有効であることが分かりました。
• 作出したToBRFV抵抗性トマトの生育
  今回のように植物がもつ遺伝子を働かなくした場合、植物の生育に意図しない負の影響が表れることがありますが、4つのTOM1類似遺伝子の機能を同時に抑制したToBRFV抵抗性ゲノム編集トマトは、少なくとも実験室内ではほぼ正常に生育し、果実も野生型トマトと同様に収穫できました(図2)。したがって本技術は、大きなデメリットを伴わずにToBRFV抵抗性を付与できる、非常に有用な方法と考えられます。植物が、ウイルスが増えるためだけに必要な遺伝子をもっているとは考えにくいため、TOM1類似遺伝子には他に本来の機能があるものと推測していますが、それは現在のところ不明です。

今後の予定・期待

本研究では、トマトがもつ4つのTOM1類似遺伝子を同時に働かなくすることにより、強力なToBRFV抵抗性を付与できることを明らかにしました。そこで、タキイ種苗では本研究の成果を活かしつつ、従来の育種法によるToBRFV抵抗性品種の作出を進めています。抵抗性品種の利用は、トマトの安定供給だけでなく、防除に費やされる労力や資源の低減にも繋がることから、持続可能な農業に貢献すると期待されます。

用語の解説

発表論文

参考図