キャッサバモザイクウイルス
ウイルスの属

キャッサバモザイクウイルス
ギニアビサウにおけるキャッサバモザイクウイルスの症状の芸術的描写
ギニアビサウにおけるキャッサバモザイクウイルスの症状の芸術的描写
科学的分類この分類を編集する
（ランク外）: ウイルス
レルム: モノドナビリア
王国： ショウトクビレ
門: クレスドナウイルス属
クラス： レペンシビリセテス
注文： ゲプラフウイルス科
家族： ジェミニウイルス科
属: ベゴモウイルス
含まれるグループ
分岐論的に含まれるが伝統的に除外されている分類群

ベゴモウイルスの他のすべての種

キャッサバモザイクウイルスは、ベゴモウイルス属の11種の植物病原性ウイルスの1種以上を指す総称である。 アフリカキャッサバモザイクウイルス（ACMV）、東アフリカキャッサバモザイクウイルス（EACMV）、および南アフリカキャッサバモザイクウイルス（SACMV）は、それぞれ異なる環状一本鎖DNAウイルスであり、コナジラミによって伝播し、主にキャッサバに感染する。これらのウイルスは、これまでのところアフリカからのみ報告されている。キャッサバは東南アジアだけでなくラテンアメリカでも栽培されているが、関連ウイルス（インドキャッサバモザイクウイルス、ICMV）はインドおよび近隣諸島（スリランカキャッサバモザイクウイルス、SLCMV）で発見されている。ゲノム配列解析および系統発生解析に基づき、アフリカとインドの間でキャッサバに感染するジェミニウイルス11種が特定されている。[1] これらの種の正式名称は、国際ウイルス分類委員会による提案2023.015Pの批准により二名法（ベゴモウイルス・マニホティスなど）に変更された。

これらのウイルスはジェミニウイルス科ベゴモウイルス属に属します。キャッサバモザイク病（CMD）の最初の報告は1894年に東アフリカで行われました。[2]それ以来、アフリカ大陸全域で流行が発生し、大きな経済的損失と壊滅的な飢饉をもたらしました。[2] 1971年、病原体の主要宿主であるキャッサバの耐性系統がナイジェリアの国際熱帯農業研究所によって確立され、使用されました。この耐性系統は長年にわたり効果的な制御として機能しました。しかし、20世紀後半に、より毒性の強いウイルスがウガンダで発生し、急速に東アフリカと中央アフリカに広がりました。[2]この非常に毒性の強い株は、後に2つの異なるベゴモウイルス種のキメラであることが判明しました。 [1]

CMDは、主に植物衛生管理と従来の耐性育種によって管理されています。さらに、媒介動物の管理と交差防御は、伝染と症状の発現を最小限に抑えるのに役立ちます。[2]管理方法は有用ですが、ウイルスの高い組換え率と重複感染能力により、CMDはアフリカの食糧供給に影響を与える最も有害な病気の一つとなっています。[1]

宿主と症状

熱帯性塊茎作物であるキャッサバ（トウダイグサ科、Manihot esculenta ）の花序。モザンビーク、マニカ州ムルウェレ。葉にはウイルスによって引き起こされるキャッサバモザイク病の症状が見られる。

キャッサバは南米原産で、比較的最近になってアフリカに導入されました。[2]キャッサバは干ばつに非常に強い作物として知られており、痩せた土壌でも収穫量があります。キャッサバがアフリカで初めて栽培された当時は、副次的な用途で使用されていましたが、現在ではアフリカ大陸で最も重要な主食作物の一つと考えられています。[2]キャッサバの生産は工業化へと進み、デンプン、小麦粉、動物飼料など、様々な製品に原料が利用されています。 [3]

キャッサバは栄養繁殖するため、ウイルスに対して特に脆弱であり、キャッサバジェミニウイルスは毎年大きな経済的損失をもたらしています。[1]これらのウイルスが宿主植物に感染すると、植物の防御システムが作動します。植物は遺伝子サイレンシングによってウイルスの複製を抑制しますが、ベゴモウイルスはこの宿主の自然防御に対抗する抑制タンパク質を進化させています。[1]ベゴモウイルスの異なる種は、この抑制タンパク質の異なる変異体を産生するため、複数の種による同時感染は通常、より重篤な病状を引き起こします。[4]

キャッサバジェミニウイルスがキャッサバに感染すると、まず全身症状が現れます。[1]これらの症状には、葉のクロロティックモザイク、葉の変形、生育障害などが含まれます。 [5]葉柄は特徴的なS字型をしています。[6]特に症状の発現が急速な場合、植物は感染を克服できます。病気の進行が遅い場合は、通常、植物は枯死します。[1]宿主と病原体の特性による従来の影響に加えて、土壌の肥沃度が症状に影響を与えることが、Mollard 1987によって初めて示されました。 [7]

キャッサバに感染するジェミニウイルスは、キャッサバに経済的な被害をもたらすことがほとんどですが、他の植物にも感染することができます。宿主域はウイルスの種類によって異なりますが、ほとんどのウイルスはニコチアナ属とチョウセンアサガオ属の植物に伝播し、病気を引き起こします。[8]

キャッサバモザイク病は現在、東南アジア全域に広がっている。[9]

病原体と病気のサイクル

キャッサバジェミニウイルス[10]は、タバココナジラミ（Bemisia tabaci）によって持続的に伝播し、感染した植物の挿し木による栄養繁殖や、時には機械的手段によっても伝播する。[11] [12] [10]キャッサバは植え付け後2～3週間で最初の葉を出す。これらの若い葉に、ウイルスを持つコナジラミがコロニーを形成する。[13]この時期がキャッサバジェミニウイルスにとって重要な感染時期であり、古い植物には感染できない。[14]ウイルスのゲノムはDNA AとDNA Bの2つの要素から成り、それぞれが別々の双晶粒子に包まれているため、感染を引き起こすには二重の接種が必要となる。[10]

一般的に、コナジラミはウイルスを獲得するのに3時間の吸血時間、8時間の潜伏期間、そして若い葉に感染するのに10分かかります。[14]ただし、この点については文献によってばらつきがあり、他の情報源では4時間の獲得時間と4時間の潜伏期間を挙げています。[12]症状は3～5週間の潜伏期間後に現れます。 [13 ]成虫のコナジラミは、ウイルスを最初に獲得してから48時間後も健康な植物に感染し続けることができます。[12]宿主に感染するには1匹のコナジラミで十分ですが、複数の感染したコナジラミが植物を吸血すると、感染の成功率が高まります。[12]

ウイルスは葉から植物に侵入した後、葉の細胞内に8日間留まります。[12]一本鎖DNAウイルスであるため、複製するには葉の細胞の核に侵入する必要があります。 [14]この初期期間の後、ウイルスは師管に入り、茎の基部に移動し、枝へと移動します。[12]植物の枝への移動は茎を通過するよりもはるかに遅いため、感染した茎から切り取った枝は病気にかかっていない可能性があります。[12]一部の文献では、感染は地上組織に限定されていると示唆されていますが、なぜそうなるのかは明らかではありません。[15]

環境

キャッサバモザイク病の重症度は、光強度、風、降雨量、植物密度、気温といった環境要因の影響を受けます。ウイルスはコナジラミによって媒介されるため、ウイルスの拡散は媒介生物に大きく依存します。気温は媒介生物の個体数を制御する最も重要な環境要因です。[14]文献によると、媒介生物が好む気温は20℃～30℃ [13]から27℃～32℃ [12]まで様々ですが、一般的に高温はコナジラミの繁殖力、急速な成長、そして寿命の延長と関連しています。[13]光強度の上昇は、媒介生物であるコナジラミの活動性を高めることが示されています。[12]

コナジラミは時速0.2マイル（約2キロメートル）の速度で飛行することができ、強風時にはより短時間でより長い距離を移動できるため、ウイルスの拡散速度が速くなります。[14]この風に依存した拡散は、キャッサバ畑におけるコナジラミの分布にも反映されており、風上の境界線で最も個体数が多く、畑内では最も少なくなっています。[14]

キャッサバが旺盛に生育しているとき、ウイルスの発生率は増加します。[13]そのため、植物密度はウイルスの蔓延に影響を与え、低密度の圃場では高密度の圃場よりも病気の伝播が速くなります。[14]乾燥地域では、降雨量がキャッサバの生育を制限する要因となるため、降雨量が多いほど病気の発生率も高くなります。[13]コナジラミの個体数は降雨量とともに増加しますが、大雨はコナジラミの蔓延を阻害し、ウイルスの発生率を低下させる可能性があります。[13]

植え付けの時期は病気の重症度に重要な役割を果たす可能性があり、3月に植えられたキャッサバではCMVの発生率が74%であるのに対し、8月には4%であった。[14]ウイルスの季節的な分布は気候によって変化する。年間を通して雨量が多く湿度の高い熱帯雨林タイプの気候では、11月から6月にかけて急速にウイルスが拡散し、7月から9月にかけてゆっくりと拡散した。 [13]この時期は気温の高低と相関していた。アフリカのコートジボワールで行われたこの病気の研究では、植え付けから2か月後に病気の拡散率が最大に達した。[12] 3か月後には感染はほとんどまたはまったく発生せず、拡散の変動は気温、放射線量、コナジラミの個体数の変化によるものである。

制御戦略

キャッサバモザイク病の防除戦略には、衛生管理と植物の耐性化が含まれます。この場合の衛生管理とは、健康な植物の挿し木を用いて健康な区画で栽培を開始し、不健康な植物を特定して直ちに除去することで、その健康な区画を維持することを意味します。この戦略はコナジラミによる感染を防ぐことはできませんが、研究によると、汚染された挿し木から感染した植物は、媒介昆虫よりもウイルスの攻撃性が高いことが示されています。また、特定のウイルスに対して他の品種よりも強い耐性を持つ品種もあるため、植物が耐性を持つ可能性があります。[13]例えば、キャッサバと他の種との交配によって生まれた雑種、例えばマニホット・メラノバシスやM. glazioviiなどは、CMVに対してかなりの耐性を持つことが示されています。[16]

CMVの蔓延を防ぐ方法としては、キャッサバに隣接してヒマ（ Ricinus communis ）などのウイルスの代替宿主を植えないこと、隣接する畑にウイルスに感染したキャッサバがある場合はキャッサバの植え付けを避けること（コナジラミによってウイルスが運ばれる可能性があるため）などが挙げられます。また、ウイルス媒介コナジラミの代替宿主（例えばトマト）を植えないことも予防策の一つです。[6]

CABI主導のプログラム「プラントワイズ」は、コナジラミを撃退するためにトウモロコシやササゲなどの穀類やマメ科植物との混作、およびソルガムなどの非宿主作物とキャッサバの輪作を提案している。[6]

タンザニア農業食料安全保障・協同組合省は、感染した植物を週に一度、手で引き抜いて根こそぎにすることを推奨しています。植物は畑から運び出し、日光に当てて乾燥させた後、焼却してウイルスを死滅させる必要があります。[17]

ほとんどの研究は非現実的な条件下で行われており、現場での応用との関連性は低い。現実的な条件下で行われた研究は稀であり、Mollard（1987）やOtim-Napeら（1994）などが挙げられる。[7]

重要性

キャッサバは主にアフリカで食用として栽培されており、世界で3番目に大きな炭水化物源です。 [13]近年、キャッサバの生産は自給自足から商業生産へと移行しています。[1]

CMDは1894年に初めて報告され、現在では世界で最も被害の大きい作物ウイルスの一つと考えられています。[13] [1]東アフリカおよび中央アフリカにおける年間の経済損失は19億米ドルから27億米ドルと推定されています。[1]キャッサバはラテンアメリカや東南アジアでも栽培されていますが、キャッサバに感染するジェミニウイルスはアフリカとインド亜大陸でのみ確認されています。これは主に、 この地域ではタバココナジラミがキャッサバに効果的に定着できないことに起因すると考えられています。 [1]

タンザニア農業食料安全保障・協同組合省は、感染した植物を週に一度、手で引き抜いて根こそぎにすることを推奨しています。植物は畑から運び出し、日光に当てて乾燥させた後、焼却してウイルスを死滅させる必要があります。

出典

 この記事にはフリーコンテンツからのテキストが含まれています。CC-BY-SAライセンス（ライセンスステートメント／許可）に基づきます。テキストはPMDGグリーンリスト「キャッサバモザイク病」、Plantwise、CABIより引用。

 この記事にはフリーコンテンツからのテキストが含まれています。CC-BY-SAライセンス（ライセンスステートメント／許可）に基づきます。テキストはPlantwise Factsheets for Farmers: Control of cassava mosaic disease by uprooting​, Jumbe A. Ahmed, CABIより引用。

参考文献

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  • 「ICTVdBウイルスの説明 - 00.029.0.03.004。アフリカキャッサバモザイクウイルス」。2007年8月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  • https://web.archive.org/web/20190223033858/https://www.apsnet.org/edcenter/advanced/topics/EcologyAndEpidemiologyInR/DiseaseProgress/Pages/CassavaMosaic.aspx
  • 「ICTVdBウイルスの説明 - 00.029.0.03.004。アフリカキャッサバモザイクウイルス」。2011年7月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。
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