情報技術およびソフトウェア工学ジャーナル
オープンアクセス
ISSN: 2165-7548
ISSN: 2165-7548
ジョセフ・F・ンディサン
抽象的な
ケニアでは、これまで ヤマノイモ(ヤムイモ) は、食用や医薬品の原料としての可能性にもかかわらず、無視されてきた作物です。無視されてきた作物、特にヤマノイモに関する研究は、科学界や政策立案者にこの問題に対する意識を高める確実な方法です。異なる属の複数のウイルスがヤムイモ (ヤマノイモ属)に感染することが報告されています。しかし、ヤムイモに感染するウイルスの多様性全体はまだ調査されていません。
ハイスループットシーケンシング (HTS) と POX マーカー法の使用は、新しい植物ウイルスゲノムや植物の代謝プロセスの発見に徐々に使用されています。
この研究では、ヤムイモのHTSを使用して、ヤムイモの遺伝資源の国際的流通を制限する未発見のウイルスが存在するかどうかを判断します。この発見は、存在する新しいウイルス配列の発見に役立ちます。31のヤムイモサンプルがテストされ、暫定的に「ヤムウイルスY」（YVY）ウイルスと命名されます。突然変異をもたらす可能性のある代謝反応は、生物の代謝においてアラビオディシスプロセスを達成するため、ペルオキシダーゼマーカーを使用してテストされます。2つのYVYウイルス分離株の完全なゲノム配列が組み立てられ、5つのオープンリーディングフレーム（ORF）のテキストに対するさらなる調査が行われます。ORF1は大きな複製関連タンパク質をコードし、ORF2、ORF3、およびORF4は推定上の3重遺伝子ブロックタンパク質を構成し、ORF5はヤムイモにタンパク質が豊富なジオスコリンが含まれているため、推定上のコートタンパク質をコードします。ベータフレキシウイルス科の種の区分基準を考慮すると、YVY はベータフレキシウイルス科の新種のウイルスとして考えるべきである。この新種のウイルスと症状および収量損失との関連性、およびウイルスフリーのヤムイモ生産への影響を理解するには、さらなる調査研究が必要となるだろう。
キーワード: RNA-Seq、ウイルス検出、ベータフレキシウイルス科、次世代シーケンシング、HTS
この研究は、2020年6月24日〜25日に開催される第6回世界薬用植物および海洋医薬品会議（薬用植物2020ウェビナー）で発表されます。
導入
東アフリカで栽培される最も重要な自給作物の 1 つであるヤムイモ ( Dioscerea spp) は、エネルギー含有量が 25～30% の塊茎を持つ熱帯の一年生塊茎作物です。そのため、ヤムイモは東アフリカで栽培される最も重要な自給作物の 1 つですが、これまで無視されてきました。
ウイルス性疾患は、多重感染として発生することが多く、ヤムイモの生産にとって大きな制約となり、植物の発育不良、葉の減少、塊茎のエネルギー含有量の低下、および個々の植物では最大 93% の収穫量の損失を引き起こす可能性があります。 140 種のウイルスが自然または人工的にヤムイモに感染する可能性がありますが、これまでにアフリカで発見されたのはそのうち 12 種のみで、そのうち東アフリカからは 3 種のみが報告されています。これら 12 種のうち 8 種のウイルスは種子伝染性であり、これが効果的な制御を著しく妨げる要因となっています。例えば、種子による伝染は、YV では 2%、ヤムモザイクウイルス (YMV) の株のウイルスでは 6.9%、キュウリモザイクウイルス (cMV) では 13.3% に達することがあります。アフリカの他の地域では、はるかに多様なヤム感染ウイルスが発見されていることを考えると、ケニアでもさらに多くのヤム感染ウイルスが発見される可能性があります。この国におけるヤム感染ウイルスに関する利用可能な知識が限られているため、病気の制御、特に病気のない種子の生産やウイルス耐性ヤム品種の作成が妨げられています。したがって、本研究の主な目的は、HTS および POX マーカーを使用して、ケニアにおけるヤムの新ウイルスの多様性をさらに調査することです。
問題の説明
ケニアで栽培されているヤマノイモの種に関する疑問が、この研究の基盤となりました。この研究は、DNA および RNA ヌクレオチド配列を使用して分子系統学によりこの疑問を解明し、既知のアフリカの種および遺伝子バンクに情報がある種と関連付けることを目指しました。この研究はまた、ヤムイモの代謝反応を妨げ、その結果、ヤムイモの栄養価を高めるタンパク質を多く含むディオスコリンのレベルを低下させるヤムイモの新しいウイルスも対象としています。
正当化
ヤマノイモは食用としても、その薬効の可能性からも重要な作物です。ケニアでも世界でも、ヤマノイモの分類は、形態学的特徴に基づく分類学者にとって非常に難しい課題となっています。ヤマノイモの種の分類の難しさには、いくつかの理由が関係しています。第一に、ヤマノイモの分類は、種内の分類学的特徴の複雑さと可塑性のために難しいものであり、そのため識別が難しく、環境の変化によりウイルスがウイルスとヤムイモに変異をもたらします。第二に、ヤマノイモは世界中の研究者から無視されている作物です。種の明確な区別は、育種目的で非常に重要です。特定の生物の種のマッピングは、保全目的だけでなく育種目的でも不可欠です。分子系統発生は、ハイスループットシーケンシングとポックスマーカーを使用することで、ヤマノイモの形態学的に複雑な分類群におけるウイルス種の位置付けに使用できます。