Research on odorant reception system in plants

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H02951
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 38060:Applied molecular and cellular biology-related
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: Arimura Gen-ichiro 東京理科大学, 先進工学部生命システム工学科, 教授 (60505329)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 澤崎 達也 愛媛大学, プロテオサイエンスセンター, 教授 (50314969) ; 松井 健二 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (90199729)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 植物間コミュニケーション / 揮発性化学物質（VOC） / エピジェネティック / 害虫

Outline of Final Research Achievements

Plants have the ability to communicate with neighboring plants by releasing volatile organic compounds (VOCs) into the atmosphere. The gene region of ERF, a defense response-related transcription factor, was found to be acetylation-regulated by histone acetyltransferases HAC1, HAC5, and HAM1 and negatively regulated by histone deacetylase HDA6 in Arabidopsis leaves exposed to ocimene. The corresponding gene expression was thus controlled by feedback regulation. Furthermore, it was suggested that the candidate VOC transport molecules expressed in tomato leaves damaged by Spodoptera litura larvae may be responsible for the extracellular transport of VOCs specifically during herbivory.

Free Research Field

分子生態学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

植物に嗅覚があるか？植物の感覚受容システムを解き明かすのは学術的に極めて重要な課題である。本研究ではその作用機序の一部を解明することによって、VOCを介した植物の生存戦略とコミュニケーション能力に関する新規知見を得た。また、当該コミュニケーションは植物の害虫抵抗性を強化する効果があることから、植物のVOC成分をバイオスティミュラント資材として、あるいは有用VOCを放出する植物をコンパニオンプランツとして用いることで農業における害虫防除につながることが期待される。本研究の成果はそれらの実装に向けた新たな学術基盤を構築した。