Phytohormone-dependent defense signaling network regulated by oral bacteria of Spodoptera litura

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K15878
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 45040:Ecology and environment-related
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: Uemura Takuya 埼玉大学, 理工学研究科, その他 (80847179)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 共生菌 / ハスモンヨトウ / シロイヌナズナ

Outline of Final Research Achievements

Plants can induce defense responses against herbivory by perceiving elicitor present in oral secretion (OS). On the other hand, it has been suggested that microbes in OS of herbivorous arthropods have the activity to suppress host plant defense signaling, which leads to increase the herbivore performance. However, little is known about the detailed molecular mechanism. Using bacteria-free OS of Spodoptera litura, we explored the effect of oral bacteria in phytohormone signaling-dependent defense responses in Arabidopsis. Moreover, we identified an anaerobic staphylococcus responsible for the suppression of phytohormone signaling in host plant.

Free Research Field

植物分子生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまでの植物―昆虫間相互作用研究は害虫唾液内に含まれるエリシターとそれに応答する植物分子に関する知見が蓄積し、最近になって唾液内共生菌の寄与についても示唆されてきたが、共生菌がどのように当該相互作用に影響しているのかは不透明だった。本研究によって、共生菌が植物内の多様なホルモンシグナル経路を活性化し、経路間のクロストークを介して害虫抵抗性ホルモン経路の活性化を抑制するという新規モデルを打ち立てた。本研究の成果は生態系における3者間（植物、昆虫、微生物）の新たな関係性を示唆するとともに、農薬に依存しない新たな有機農法の開発につながることが期待される。