ブドウウイルスA

ブドウウイルスA
ウイルスの分類この分類を編集する
（ランク外）: ウイルス
レルム: リボビリア
王国： オルタナウイルス科
門: キトリノビリコタ
クラス： アルスビリセテス
注文： ティモウイルス科
家族： ベータフレキシウイルス科
属: ヴィチウイルス
種：
ヴィチウイルス・アルファヴィティス

ブドウウイルス A (GVA) は、世界中のブドウ (Vitis vinifera)およびアメリカブドウ (Vitis grapevine) 種に影響を与える、中程度に一般的な遺伝子ウイルスであり、治療しないと致命的となる場合があります。ブドウウイルス A は、ベータフレキシウイルス科、ヴィチウイルス属に属します。このウイルスの一般名はブドウクロステロウイルスです。感染したブドウの一般的な症状には、ステムピット (ブドウの茎の外層が剥がれること) があります。感染したブドウを治す治療法はありますが、100% 効果的というわけではないため、このウイルスに対する最善の解決策は予防措置です。このウイルスの複雑な遺伝子構成のため、地球上の人が居住するすべての大陸でブドウクロステロウイルスの発生が発生しています。ブドウウイルス A は、ブドウウイルス Bのものと類似した一本鎖RNAゲノムを持っています。このウイルスには分子的にも生物学的にも異なる複数の株があり、感染した植物によって示されるわずかに異なる症状の原因となります。[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]

症状

ブドウウイルスAに感染したブドウは、最大2年間症状が現れない場合があります。GVAにはいくつかの一般的な症状があり、いずれもブドウ樹の樹皮に問題を引き起こす可能性のある多くの病気の総称である「しわ状木部病」に分類されます。[ 4 ]

茎の穴あけ

ステムピッティングは、ブドウの茎の外側の層が剥がれ落ちることで、茎の内側のより脆弱な部分が大気にさらされる病気です。ステムピッティングは、ブドウの成長を阻害したり、成長を遅らせたりする原因にもなり、収穫量を最大50%減少させる可能性があります。ステムピッティングは、樹皮が剥がれた後に茎の内側に見える小さな穴があることからその名が付けられています。[ 3 ]

Koberステム溝入れ

コバーステムグルービングはブドウに特有の病気で、他の植物には感染しません。コバーステムグルービングという名称は、コバーステムグルービングの目に見える影響が現れるブドウの品種がコバー5BB（ブドウの品種）であることに由来しています。コバーステムグルービングは、ブドウの細い茎に溝を形成し、成長を阻害し、害虫がブドウの茎の内側を食べやすくします。LN33とVitis rupestrisのブドウ品種はコバーステムグルービングの症状は示しませんが、感染する可能性があります。ただし、これらの品種は他の症状の兆候を示します。[ 3 ] [ 5 ] [ 6 ]

診断

ブドウの木にこれらのいずれかの症状が見られる場合、ブドウ農家はブドウにグレープバインウイルス A が存在するかどうかを検出するために、以下で説明するいくつかの一般的な方法を使用します。

免疫吸着電子顕微鏡法

免疫吸着電子顕微鏡法（ISEM）は、最も一般的に用いられる検出方法です。ISEMでは、ブドウから組織を抽出し、抗血清（抗体を含む血清の一種）を塗布した電子顕微鏡のグリッド上に置きます。ブドウがGVAに感染している場合、抽出した組織の周囲に抗体粒子が形成されます。ISEMは非常に信頼性が高く、通常、偽陰性や偽陽性は発生しません。[ 7 ]

二重抗体サンドイッチ酵素免疫測定法

GVAの検出に用いられるもう一つの一般的な方法は、ポリクローナル抗血清とモノクローナル抗体を用いた二重抗体サンドイッチ酵素結合免疫吸着法[ 8 ]（DAS-ELISA/ELISA）である。ポリクローナル抗血清は、B細胞系統（骨髄由来の細胞）から分泌される抗体を含む血清である。モノクローナル抗体は、単一細胞をクローン化して生成される人工タンパク質である。この方法は、ウイルスに感染したブドウの木中の同位体を検出することができる。感染したブドウの木からサンプルを採取し、ポリクローナル抗血清とモノクローナル抗体を塗布した顕微鏡グリッド上に配置した。サンプル中の同位体はコンピュータに記録され、その後、健康なブドウの木の同位体と比較される。[ 9 ]

間接ELISAとウェスタンブロッティング法

間接ELISA [ 10 ]やウエスタンブロット法[ 11 ]も用いられるが、これらの方法は一般的には用いられていない。間接ELISAでは、2つの抗体を用いる。一次抗体を感染したブドウのサンプルと混合し、次に二次抗体と混合する。これら2つの抗体が反応し、その反応からGVAの兆候がないか分析する。この方法は、二次抗体を加えた際に、2つの抗体が反応しているのはブドウが感染しているからなのか、それとも他の理由によるものなのかが必ずしも明らかではないため、他の方法ほど信頼性が高くない。[ 12 ]間接ELISAと同様に、ウエスタンブロット法でも2つの抗体を用いる。ウエスタンブロット法は、感染したブドウにのみ存在する特定のタンパク質が、疑わしいブドウの木に存在しているかどうかを識別するために用いられる。この方法を用いるには、まずブドウの木から組織の小片を採取する。次に、冷リン酸緩衝生理食塩水（PBS）をその組織に擦り込む。冷たいリン酸緩衝生理食塩水は、細胞壁の破裂や損傷を防ぐ溶液です。次に、細胞スクレーパーを使用して細胞を分離し、細胞を分析して、GVAに感染したブドウによく見られるタンパク質が含まれているかどうかを確認します。[ 5 ]核酸ハイブリダイゼーションもGVAの検出に使用されます。この方法では、感染した植物から少量のサンプルを採取し、加熱します。GVAは植物のRNAに影響を及ぼす病気であるため、新しいRNAをサンプルに加えると、感染したRNAと結合します。この方法は、科学者がRNA鎖の配列を単離し、病気を含む典型的な配列を分析して植物が感染しているかどうかを確認するのに役立ちます。[ 13 ] [ 14 ] [ 3 ]

伝染 ; 感染

ブドウウイルスAは、繁殖（異なるブドウの品種の交配）と接ぎ木（異なる植物組織を接合して1つの植物として成長し続けること）によって伝染します。ブドウウイルスAは遺伝性のウイルスであるため、感染したブドウのDNAが健康なブドウのDNAと混ざった場合にのみ拡散します。これは交配と接ぎ木によってのみ可能なため、GVAは接触によって感染することはありません。つまり、感染した植物が健康な植物の近くにある場合、接触した葉によってウイルスが伝染することはありません。この病気は、コナカイガラムシやカイガラムシによっても伝染します。ブドウの木でよく見られるコナカイガラムシの種類には、長い尾を持つコナカイガラムシ（Pseudococcus longispinus）と目立たないコナカイガラムシ（Pseudococcus viburni）があります。コナカイガラムシが感染したブドウの木に15分以上吸血すると、健康なブドウの木を吸血して病気を拡散させることができます。病気は48時間、あるいは脱皮するまで体内に残ります。[ 13 ]

防止

ウイルスの蔓延を防ぐことが、ウイルスに感染していない植物を確保する最善の方法です。ブドウウイルス A は、繁殖(異なるブドウの品種の交配) と接ぎ木(異なる植物組織を接合して 1 つの植物として成長し続けること) によって伝染します。ブドウウイルス A は遺伝性のウイルスであるため、唯一広がる可能性があるのは、感染したブドウの DNA が健康なブドウの DNA と混ざった場合です。これは交配と接ぎ木によってのみ可能なため、GVA は接触によって伝染することはありません。つまり、感染した植物が健康な植物の近くにある場合、接触した葉によってウイルスが伝染することはありません。この病気が伝染するもう 1 つの方法は、コナカイガラムシとカイガラムシです。ブドウの木でよく見られるコナカイガラムシの種類には、長い尾を持つコナカイガラムシ(Pseudococcus longispinus) とあまり知られていないコナカイガラムシ(Pseudococcus viburni) があります。コナカイガラムシが感染したブドウの木を15分以上吸血すると、健康なブドウの木にも吸血して病気を広める可能性があります。病気はブドウの木の体内に48時間、または脱皮するまで残ります。GVAの蔓延を防ぐ最も一般的な方法は、媒介生物防除です。媒介生物防除では、GVAを媒介する害虫を駆除する方法を用います。媒介生物防除の一つとして、病気を媒介するコナカイガラムシやカイガラムシを殺虫剤で駆除する方法があります。しかし、この方法は好ましくありません。なぜなら、殺虫剤を継続的に使用すると、害虫が殺虫剤に対する遺伝的耐性（通常は致命的となる条件下でも生存する耐性）を獲得し、殺虫剤が効かなくなるからです。また、GVAに感染していないブドウの木に病気を蔓延させないことも重要です。そのためには、国際的に輸出されるブドウの木は、ウイルスフリーの認定株でなければなりません。これまでのところ、科学者はGVAに免疫のあるブドウの木を遺伝子組み換えすることができていません。しかし、彼らはまだそれが可能かどうかを検討中です。[ 14 ] [ 3 ]

処理

ブドウウイルスを100%駆除できる治療法は存在しません。しかし、最近開発された方法である、試験管内で培養したシュートの先端を凍結保存（生きた細胞や組織を非常に低い温度で凍結保存する処理）は、97%の確率で効果を発揮します。凍結保存では、液体窒素を用いてブドウのシュートの先端（新しい芽が出る植物組織）を凍結しますが、この処理はGVAの駆除に非常に効果的です。当初、この方法を開発する際、科学者たちはGVAを駆除するためにはシュートの先端を凍結前に乾燥させる必要があると考えていました。しかし、乾燥段階を経た後もまだ感染している植物の割合を分析した結果、GVAを駆除できる唯一の方法は凍結法であることがわかりました。しかし、ブドウの分裂組織（シュートの先端付近にある、細胞分裂を促進する植物組織領域）が小さすぎると、凍結処理によってブドウが枯れてしまう可能性があります。ブドウの分裂組織が0.1mm未満の場合、凍結処理によって植物は死滅します。分裂組織が0.2～0.4mmの場合、凍結後もブドウは完全に再生しますが、ブドウウイルスAは除去されません。分裂組織が0.5～2.0mmの場合、凍結処理はGVAの除去に非常に効果的であり、植物は凍結から完全に回復します。現在、これはGVAを根絶する唯一の広く使用されている方法ですが、科学者たちはブドウのGVAウイルスAを治癒するためのさらなる方法を模索しています。[ 15 ]

ブドウウイルスAの影響が最も大きい国

  • アメリカ合衆国（カリフォルニア州およびミズーリ州）
  • ブラジル（サンパウロ）
  • チリ
  • フランス
  • イタリア（サルデーニャ島）
  • ポルトガル
  • スペイン
  • 南アフリカ
  • 南オーストラリア州
  • ビクトリア

[ 14 ]

ヌクレオチド配列とゲノム構成

ブドウウイルスAのヌクレオチド配列を解析したところ、約7800ヌクレオチドの一本鎖RNAゲノムであることが判明しました。さらに研究を進めると、5つのオープンリーディングフレーム（ORF）があることがわかりました。オープンリーディングフレームとは、ゲノムの読み取り可能な部分です。リーディングフレームは開始コドン（DNA鎖からRNAへの翻訳を開始するコドン）で始まり、終止コドン（DNA鎖からRNAへの翻訳を終了するコドン）で終わります。最初のORFは、プラス鎖RNAウイルスの複製関連タンパク質の保存されたモチーフを持つ194kDaのポリペプチドをコードしています。ゲノムのこの部分はウイルスの複製をコードしており、ブドウの木の中でウイルスが生き続けるのを助けています。2番目のORFは19kDaのポリペプチドをコードしており、どのデータベースでも見つかった他のタンパク質配列とはあまり類似していません。 2番目のORFはブドウウイルスBのORFの1つと非常によく似ている。そのため、最初のORFがブドウウイルスAをユニークにしている。3番目のORFは推定上の移動タンパク質をコードしている。このタンパク質は効率的な細胞間伝播（種子生成）を確実にする。[ 16 ] 4番目のORFはカプシドタンパク質（遺伝物質を包む硬い殻）をコードしている。この硬い殻のカプシドタンパク質は卵の殻に似ており、卵黄が遺伝物質を包んでいる。5番目のORFは核酸結合タンパク質をコードしている。これはDNAまたはRNAがアミノ酸と結合するのを助けるタンパク質である。GVAゲノムのさらなる研究により、ブドウウイルスAはリンゴ萎黄病葉斑点ウイルスにまで遡った。リンゴ萎黄病葉斑点ウイルスのDNAが複製されたとき、突然変異と呼ばれる間違いが生じた。突然変異により、元のウイルスとは非常に異なる新しいウイルスが生まれ、この新しいウイルスは最終的にグレープバインウイルスAと名付けられました。[ 17 ] [ 2 ]

遺伝子変異

ブドウウイルスAには8つの異なる分離株が存在する。分離株によって症状はわずかに異なる。科学者らは分離株を3つのグループに分類した。各グループ内ではゲノムの配列同一性は91.0～99.8%で、3つのグループ間では78.0～89.3%の配列同一性を共有している。グループIIIは他のグループと最も異なり、他のグループとの配列同一性は78.0～79.6%にとどまっている。各グループで最も異なるGVAの症状は葉脈の透明化（植物の葉脈の色が失われる現象）であった。GVAのグループI株に感染したブドウの木では葉脈の透明化の兆候は軽度であるのに対し、他のグループではより強い兆候が見られる。各グループでは、葉脈の透明化の程度が異なっている。[ 3 ]

参照

参考文献

  1. ^ Martelli, GP (2017). 「ブドウウイルス、ウイロイド、そしてそれらが引き起こす疾患の概要」ブドウウイルス：分子生物学、診断、管理. pp.  31– 46. doi : 10.1007/978-3-319-57706-7_2 . ISBN 978-3-319-57704-3。
  2. ^ a b Minafra, A.; Saldarelli, P.; Martelli, GP (1997年2月). 「グレープバインウイルスA：ヌクレオチド配列、ゲノム構成、およびトリコウイルス属との関係」Archives of Virology . 142 (2): 417– 423. doi : 10.1007/s007050050088 . PMID 9125055 . 
  3. ^ a b c d e f Goszczynski, DE; Jooste, AEC (2003年5月). 「ブドウウイルスAの異なる変異体の同定」. European Journal of Plant Pathology . 109 (4): 397– 403. Bibcode : 2003EJPP..109..397G . doi : 10.1023/A:1023555018700 .
  4. ^ 「ブドウのウイルス病ガイド - ブドウの病気はどのように治療しますか？」テキサスA&Mアグリライフエクステンションサービス。 2020年11月16日閲覧。
  5. ^ a b Golino, DA; Rowhani, A.; Sim, S.; Cunningham, M.; Smith, R. (1997年9月). 「米国におけるブドウのコーバー茎溝形成の初報告」 . Plant Disease . 81 (9): 1094. Bibcode : 1997PlDis..81R1094G . doi : 10.1094/PDIS.1997.81.9.1094C . PMID 30861973 . 
  6. ^ 「コバー5BB」。
  7. ^ Martelli, GP (1993). 「免疫吸着電子顕微鏡法（ISEM）と抗体コーティング」 .ブドウの接木伝染性疾患：​​検出と診断のためのハンドブック. Food & Agriculture Org. ISBN 978-92-5-103245-9。
  8. ^ Kohl, Thomas O.; Ascoli, Carl A. (2017年6月). 「免疫測定二重抗体サンドイッチ酵素結合免疫吸着法」Cold Spring Harbor Protocols . 2017 (6) pdb.prot093724. doi : 10.1101/pdb.prot093724 . PMID 28572188 . 
  9. ^ Bianchi, ATJ; Moonen-Leusen, HWM; van der Heijden, PJ; Bokhout, BA (1995年2月). 「豚のIgM、IgG、IgA濃度の評価における二重抗体サンドイッチELISAとモノクローナル抗体の使用」. Veterinary Immunology and Immunopathology . 44 ( 3–4 ): 309– 317. doi : 10.1016/0165-2427(94)05307-E . PMID 7747408 . 
  10. ^ 「間接ELISA | Sino Biological」。
  11. ^ Mahmood, Tahrin; Yang, Ping-Chang (2012年9月). 「ウェスタンブロット：技術、理論、そしてトラブルシューティング」 . North American Journal of Medical Sciences . 4 (9): 429– 434. doi : 10.4103/1947-2714.100998 (2025年8月23日非アクティブ) . PMC 3456489. PMID 23050259 .  {{cite journal}}: CS1 maint: DOIは2025年8月時点で非アクティブです（リンク）
  12. ^ 「間接ELISA | Sino Biological」sinobiological.com . 2020年11月16日閲覧。
  13. ^ a b「核酸ハイブリダイゼーション」 .医学主題標目表.国立医学図書館. 2026年2月10日閲覧。
  14. ^ a b c「グレープバインウイルスAの出典を見る」、Wikipedia 、2020年11月16日閲覧。
  15. ^ Wang, Qiaochun; Mawassi, Munir; Li, Ping; Gafny, Ron; Sela, Ilan; Tanne, Edna (2003年8月). 「ブドウ（Vitis vinifera L.）の試験管内培養シュート先端の凍結保存によるブドウウイルスA（GVA）の除去」. Plant Science . 165 (2): 321– 327. Bibcode : 2003PlnSc.165..321W . doi : 10.1016/S0168-9452(03)00091-8 .
  16. ^ 「推定移動タンパク質 - Ourmia melon virus (isolate Melon/Iran/VE9) (OuMV)」uniprot.org . 2020年11月16日閲覧。
  17. ^ 「RPO132 – DNA指向性RNAポリメラーゼ132 kDaポリペプチド – エクトロメリアウイルス（モスクワ株）（ECTV）– RPO132遺伝子とタンパク質」 uniprot.org . 2020年11月16日閲覧。
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