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植物は動物のような嗅覚受容体や嗅神経系を持たないため、植物がどのように匂い物質を受容し、どのようなメカニズムで応答しているのかは未だほとんど解明されていない。本研究では、タバコにおけるβ-caryophylleneによるNtOsmotin発現誘導をモデルに、植物の匂い刺激に対する応答の分子メカニズムを明らかにするのを目的とする。
β-caryophyllene曝露によるNtOsmotin発現量の上昇は、葉で最も顕著に観察されたが、根でも上昇傾向が見られた。暴露させる β-caryophylleneの量を変えて、NtOsmotin発現量を上昇させるβ-caryophylleneの実効濃度を調べた。β-caryophylleneによるNtOsmotinの発現誘導は、ジャスモン酸経路やサリチル酸経路を介した情報伝達だけで起こるわけではないことが示唆された。β-caryophylleneを含む様々な揮発性化合物を暴露したところ、NtOsmotin、NtLOXおよびNtACIIIの発現誘導パターンはそれぞれ物質で異なっていた。α-caryophylleneにはNtOsmotin発現誘導活性が見られたものの、caryophyllene oxideには活性がなかったことから、タバコは化学物質に対して非特異的な応答を示しているのではなく、β-caryophylleneの構造を特異的に認識していることが示唆された。シロイヌナズナにおいては、β-caryophylleneによるOsmotin遺伝子の発現誘導は起こらないことが示された。β-caryophylleneを特異的に認識する因子を同定するために、β-caryophyllene誘導体の合成をおこない、β-caryophylleneを固定化したビーズを作製することに成功した。
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