Research press release

CRISPRを使ったバナナの育種

Communications Biology

Better banana breeding with CRISPR

バナナの近縁種であるプランテンに内在するバナナストリークウイルスを除去するための有効な方法について報告する論文が、今週掲載される。この方法にはCRISPR技術が用いられており、プランテンの成長と収量を向上させるのに役立つ可能性がある。

バナナとプランテンは、熱帯と亜熱帯の国々における重要な主食作物だ。こうした作物の健全な成長と高収量を確保する上で、病虫害への抵抗性が向上した品種を開発することは非常に重要だ。バナナストリークウイルスは広範囲に分布する病原体で、感染した植物は最終的に死滅することもある。このウイルスは、自らのDNAをバナナのBゲノムに組み込むことで作用する。植物が干ばつや熱波などによってストレスを受けると、ウイルスのDNAが機能性のウイルス粒子を産生し、最終的に病徴を引き起こす。そのため育種家は、バナナ作物の改良を行う際にBゲノムを持つバナナ(野生種バナナMusa balbisiana など)を避ける。M. balbisianaには、耐寒性、強い根系、ストレス耐性などの有益な属性があるにもかかわらずである。

今回Jaindra Tripathiたちの研究グループは、CRISPR/Cas9系を用いて、フォールスホーンプランテンの一種であるGonja ManjayaのBゲノムに含まれるウイルスDNAを不活化した。Gonja ManjayaはMusa属のフォールスホーンプランテン品種で、東アフリカと中央アフリカで広範に栽培されている。Tripathiたちは、干ばつストレスにさらす実験を行い、ゲノム編集を受けていない個体と比較したところ、ゲノム編集を受けた個体の75%にバナナストリークウイルスの徴候が全く見られず、ウイルスDNAが不活化されたことを確認した。

Tripathiたちは、バナナ作物とプランテン作物を強靭化し、Bゲノムが改変された新しい雑種を開発するために、この方法を利用できる可能性があると結論付けている。

A successful strategy to eliminate banana streak virus in plantains is reported in a study published online in Communications Biology. This strategy, which uses CRISPR technology, could help improve plantain growth and yields.

Bananas, and their close relative plantains, are important staple food crops in tropical and subtropical countries. The development of varieties with improved resistance to disease and pests is vital to ensure healthy, high yields. Banana streak virus is a widespread pathogen that can eventually lead to the death of the plant. It works by integrating viral DNA into the B genome of the banana. When plants are stressed - for example, by drought or heat - the viral DNA produces functional viral particles, ultimately causing disease symptoms. As a result, breeders avoid using bananas that contain the B genome, like the wild banana Musa balbisiana, for crop improvement even though it has positive attributes, such as hardiness, a strong root system and tolerance to stress.

Jaindra Tripathi and colleagues used the CRISPR/Cas9 system to inactivate viral DNA from the B genome of the false horn plantain Gonja Manjaya. The Gonja Manjaya is a variety false horn plantain of the Musa genus commonly grown in East and Central Africa. The authors found that, when exposed to drought stress, 75% of the edited plants did not show any symptoms of banana streak virus compared to non-edited plants, which confirmed that viral DNA was deactivated.

The authors conclude that this strategy could be used to strengthen banana and plantain crops and to develop new hybrids with improved B genome.

doi: 10.1038/s42003-019-0288-7

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