2014 Fiscal Year Annual Research Report
植物自己防除機構におけるジャスモン酸シグナルの活性化に関する研究
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24580165
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| Research Institution | Akita Prefectural University |
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Principal Investigator |
田母神 繁 秋田県立大学, 生物資源科学部, 教授 (70315589)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ジャスモン酸 / メチルジャスモン酸 / ジャスモノイルイソロイシン / テルペン / 自己防御 / LC-MS/MS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物は食害を受けたという情報を食害葉から離れた葉に伝達する仕組みを持つ。遠隔の葉では様々な二次代謝産物の生産が誘導され全身的な防御が開始される。食害葉の防御応答にはジャスモン酸（JA）とその代謝物が機能するが、全身的な防御にJAやその代謝物が関与するかどうかは不明である。食害葉で生成したメチルジャスモン酸（MeJA）が植物体内を移行し、移行先の組織で活性体のジャスモノイルイソロイシン(JA-Ile)に変換され、それが防御反応を誘導すると考えた。すなわち、①植物個体内でのMeJAの移行性、②移行先でのJA-Ileへの活性化、③移行先で防御反応の発現を明らかにする研究を計画した。MeJAがシグナル物質であれば、下葉に投与されたMeJAは上葉に移行し、上葉で活性体のJA-Ileに変換されるはずである。これと並行して、上葉での防御反応の発現も確認されるはずである。このMeJAの移行と代謝（活性化）、および、発現を確認する実験を進めた。上葉での防御反応の誘導は、食害虫の天敵誘導活性をもつテルペン類の分析によって確認した。モデル植物のヒナタイノコズチを使い、下葉部位へ重水素標識MeJAを投与した後、移行先の組織（遠隔部位）で重水素標識JA-Ileを検出することに成功した。次に、移行先で防御反応が誘導されているかどうか解析した。上葉で防御反応が活性化される指標として、植物揮発性化合物の放出をGC-MSで分析した。MeJAを下葉に処理してから一定時間後に上葉をサンプリングし、MeJAを下茎に処理したとき、遠隔葉である上葉から、セスキテルペンが放出されることを確認することに成功した。重水を与える実験により、誘導されたテルペン化合物がde-novo合成されることを確認することができた。最終年度では、炭素数６の揮発性化合物であるヘキセン酸メチル類の生合成についても検討した。
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