Research on odorant reception system in plants

植物气味接收系统的研究

• 批准号: 20H02951
• 负责人: 有村 源一郎
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02951/
• 关键词: 揮発性化合物（VOC）; シロイヌナズ; 嗅覚システム; 植物の嗅覚システム; TOPLESS（TPL）; 脂質輸送タンパク質; E3ユビキチンリガーゼJUL1; シロイヌナズナ; 受容体; ヒストンアセチル化; 植物の香り（VOC）; 揮発性化学物質（VOC）; 記憶; 害虫

植物から放出される揮発性化合物（VOC）は、植物がコミュニケーションを図るための重要な情報ツールである。中でも、害虫に食害された植物から放出されるVOCに曝された周囲の未被害植物は害虫に対する抵抗性を高めることができるが、植物がVOCを受容し、防御遺伝子等の活性化に繋げるための作用機序は未だ不明である。そこで本研究では、植物のVOC認識・応答およびそれに伴った防御応答を担うシグナル伝達因子を同定することで、植物間コミュニケーションを介した害虫抵抗性機構の解明を試みた。【VOC受容を担うTPLの同定】　VOC結合タンパク質TOPLESS（TPL）遺伝子（5種）の過剰発現シロイヌナズナ株および変異株を作成し、VOCおよびハスモンヨトウ食害応答におけるTPLの機能解明のための基盤を構築した。さらに、BiacoreシステムおよびBiFCシステムを用いた分子間相互作用解析により、TPLがヒストン脱アセチル化酵素であるHDA6と結合する事実を見出した。HDA6は植物のエピジェネティック転写制御因子であることから、TPLはHDA6と共に当該制御機構に関わる可能性が示唆された。【VOC受容を担う脂質輸送タンパク質の同定】　VOCと結合する脂質輸送タンパク質nsLTP3の嗅覚受容における機能を明らかにするために、食害およびVOC曝露によって発現が誘導されるトマトnsLTP候補遺伝子を同定した。【E3ユビキチンリガーゼJUL1に依存した遺伝子制御機構】　食害やVOCに曝された植物は、ジャスモン酸（JA）シグナル伝達を活性化して虫害抵抗性を高める。シロイヌナズナのRING型ユビキチンリガーゼであるJUL1は、ERF15転写因子を足場として、JAシグナル伝達系抑制因子であるJAV1分解を促すモデルが提唱された。

植物释放的挥发性化合物（VOC）是植物进行交流的重要信息工具。其中，暴露于害虫食用植物中的VOC的未损坏的植物可以增加对害虫的抵抗力，但是植物接受VOC并导致保护性基因激活的作用机理仍然未知。因此，在这项研究中，我们试图通过识别负责植物VOC识别和响应以及随附的保护性反应的信号因子来阐明通过工具交流的害虫抵抗的机制。 [识别负责VOC受体的TPL]过表达VOC结合蛋白裸照（TPL）基因（五种）拟南芥菌株和突变菌株，为阐明TPL在TPL中的功能和盆地所牺牲的反应而建立了基础。此外，使用BIACORE和BIFC系统的分子间相互作用分析表明，TPL与组蛋白脱乙酰基酶HDA6结合。由于HDA6是植物中的表观遗传转录调节剂，因此有人提出TPL可能与HDA6一起参与调节机制。 [识别负责VOC接收的脂质转运蛋白]阐明与VOC结合的脂质转运蛋白NSLTP3的功能，我们确定了一个候选番茄NSLTP基因，该基因的表达是由食物损害和VOC暴露引起的。 [基因调节机制取决于E3泛素连接酶Jul1]暴露于食物损伤的植物激活茉莉酸（JA）信号，以增加昆虫的耐药性。已经提出了一种使用ERF15转录因子作为脚手架来促进JA信号阻遏物的JAV1降解的JA型转录因子，该模型是拟南芥的环型泛素连接酶。

项目成果

Aerial (+)-borneol modulates root morphology, auxin signalling and meristematic activity in Arabidopsis roots

空中冰片调节拟南芥根部形态、生长素信号传导和分生组织活性

• DOI: 10.1098/rsbl.2021.0629
• 发表时间: 2022
• 期刊: Biology Letters
• 影响因子: 3.3
• 作者: Fukuda Kyohei;Uefune Masayoshi;Fukaki Hidehiro;Yamauchi Yasuo;Hara-Nishimura Ikuko;Ozawa Rika;Matsui Kenji;Sugimoto Koichi;Okada Kazunori;Imai Ryozo;Takahashi Kenshi;Enami Shinichi;Wurst Rene;Takabayashi Junji
• 通讯作者: Takabayashi Junji

シロイヌナズナにおける受容体様細胞質キナーゼネットワークを介した虫害防御応答機構

拟南芥受体样细胞质激酶网络介导的昆虫防御反应机制

• 发表时间: 2022
• 作者: 出崎能丈;森島実奈美;佐野友香;上村卓矢;伊藤綾華;根本圭一郎;野澤彰;澤崎達也;有村源一郎
• 通讯作者: 有村源一郎

ベタシアニン代謝工学による抗炎症野菜の開発

利用甜菜青素代谢工程开发抗炎蔬菜

• 发表时间: 2022
• 作者: Emmanuel Pacia HERNANDEZ;Hayato KAWADA;Daisuke S. YAMAMOTO;Hirotomo Kato;Makoto MATSUBAYASHI;Tetsuya TANAKA;Naotoshi TSUJI;Takeshi HATTA.;古波蔵優人,西原昌宏,斎藤栞,木村恒介,八代拓也,西山千春,有村源一郎
• 通讯作者: 古波蔵優人,西原昌宏,斎藤栞,木村恒介,八代拓也,西山千春,有村源一郎

化学コミュニケーションによる植物の防御応答

通过化学通讯进行植物防御反应

• 发表时间: 2022
• 作者: Mizuuchi Yusuke;Nakamura Kazuhiko W.;有村源一郎
• 通讯作者: 有村源一郎

Phytohormone elicitation in maize by oral secretions of specialist <i>Mythimna separata</i> and generalist <i>Spodoptera litura</i>

专家<i>Mythimna separata</i>和通才<i>Spodoptera litura</i>口腔分泌物在玉米中诱导植物激素

• DOI: 10.1080/17429145.2021.2006334
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of Plant Interactions
• 影响因子: 3.2
• 作者: Morita Miki;Yamasaki Yukiyo;Shinya Tomonori;Galis Ivan;Arimura Gen-ichiro
• 通讯作者: Arimura Gen-ichiro