2017 Fiscal Year Annual Research Report
Volatile-Mediated Memory of Plant Defense in the Eavesdropping Plants
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15K07220
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
小澤 理香 京都大学, 生態学研究センター, 研究員 (90597725)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
有村 源一郎 東京理科大学, 基礎工学部生物工学科, 准教授 (60505329)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | シロイヌナズナ / 揮発性物質 / 植物間コミュニケーション / プライミング / エピジェネティクス / ハスモンヨトウ / トマト / (E)-beta-ocimene |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植食者による食害を受けていない植物は、食害を受けている周囲の植物から放出される匂いを受容することにより、前もって防衛活性を高めることができる。この現象は、植物の植食者に対する防衛戦略の上で重要な役割を担うが、この「匂い受容による防衛応答のプライミング」の持続性および次世代への伝達については明らかにされていなかった。また、植物のプライミングに関する分子機構は未解明ではあるが、遺伝子発現におけるエピジェネティック制御の関与が予測されている。そこで本研究では、さまざまな成長段階の植物に被害植物由来の匂いを曝露し、その植物が、(1) どの成長段階からどの程度の期間防衛活性を高めるのか、(2) 次世代に防衛プライミング応答を伝えることができるかについて検証し、さらに、これらの結果を踏まえて、(3) ヒストン修飾の変異体を用いたプライミング現象の検証を行った。結果として、トマトとシロイヌナズナにおいて、みどりの香りである(Z)-3-hexenyl acetateの受容によるプライミング効果は認められなかった。しかし、揮発性モノテルペン「βオシメン」化合物の受容においては、次世代への防衛プライミングの伝達は認められなかったものの、トマトでは成長中期の受容で、シロイヌナズナでは成長初期または中期の受容で、成長後期でのハスモンヨトウ幼虫に対する防御力が高まった。つまり、匂い受容から最長で20日間プライミングを「記憶」することを明らかにした。さらに、シロイヌナズナの変異体を用いた解析から、これらの分子基盤にはヒストン脱アセチル化酵素による制御が重要な役割を担うことが示された。
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