受容体を介さないケミカルセンシング-植物の匂い受容の分子基盤-

不由受体介导的化学传感 - 植物气味接收的分子基础 -

基本信息

批准号：
19045021
负责人：
松井健二
金额：
$ 2.94万
依托单位：
Yamaguchi University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

(E)-2-ヘキセナールと同様にα, β-不飽和カルボニル構造を持つメチルビニルケトン(MVK)をモテル化合物として無傷シロイヌナズナを曝露すると、灰色かび病耐性が付与された。この時、グルタチオンーS-トランスフェラーゼ遺伝子発現量をモニターすると、MVK曝露だけではあまり大きく誘導されないが、曝露後に灰色かび病菌を接種するとコントロール植物に比べ顕著に発現が増大した。これはMVK曝露が植物に潜在的耐性を誘導した、いわゆるプライミング現象といえる。一方、(Z)-3-ヘキセナールを始めとしたみどりの香り関連化合物の防御遺伝子誘導能力を評価するためにみどりの香り生成能が欠失した変異体を調製し、機械傷処理により防御関連遺伝子の誘導を検討した。その結果、一部の遺伝子誘導が顕著に低下し、そうした低下が傷口にみどりの香りを塗布することで回復することが明らかになった。このことから、(Z)-3-ヘキセナールなどのみどりの香りが遺伝子誘導を行う生理活性物質であることが確認できた。植物を(Z)-3-ヘキセナールの蒸気に曝露するとその一部が植物に直接取り込まれた。この際、アブシジン酸で気孔を閉じてもその取り込み量が20%程度しか低下しなかったので、多くは植物組織に浸潤することで取り込まれていることが明らかとなった。こうして取り込まれた(Z)-3-ヘキセナールは直ちに(Z)-3-ヘキセノールや4-ヒドロキシー(E)-2-ヘキセナール(HHE)へと変換された。(Z)-3-ヘキセナールの化学反応性から考えると(Z)-3-ヘキセノールへの還元はその反応性を低下する解毒作用と考えられる一方、HHEの生成はその反応性をより高めることになり、ほ乳動物の酸化ストレスセンシングと同様にHHEが細胞内タンパク質やレドックスセンサーを修飾することが引き金となって防御反応が誘導される可能性が示唆された。

用具有α，β-不饱和的羰基结构与甲基氯乙烯基酮（MVK）暴露完整的拟南芥结构，类似于（E）-2-己纳尔，就像汽车旅馆化合物对灰色霉菌的耐药性相似。目前，当监测谷胱甘肽-S-转移酶基因表达水平时，尽管单独诱导了MVK暴露，但在暴露后与对照植物接种时，与对照植物相比，表达显着增加。可以说这是一种所谓的启动现象，其中MVK暴露会引起植物的潜在耐受性。同时，为了评估绿色与气味相关化合物（例如（Z）-3-己纳尔诱导防御性基因的能力，制备了具有防御性芳香化合物的防御性香气产生能力的突变体，并通过机械伤口治疗研究了防御相关基因的诱导。结果，某些基因诱导显着降低，并且发现通过在伤口上涂抹绿色气味来恢复此类降低。这证实了Misphisllum的香气，例如（Z）-3-己酸，是一种诱导基因的生理活性物质。将植物暴露于（Z）-3-己纳尔的蒸气中，其中一些被直接带入植物中。目前，即使气孔用脱落酸关闭，其摄取量也降低了约20％，并且发现大部分是通过入侵植物组织所吸收的。如此掺入的（Z）-3-己纳尔立即转换为（Z）-3-己醇和4-羟基（E）-2-己纳尔（HHE）。考虑到（Z）-3-己酸的化学反应性，将其还原至（Z）-3-己烯醇被认为是一种降低其反应性的解毒作用，而HHE的产生进一步提高了其反应性，这表明HHE会改变细胞内蛋白质和氧化还原传感器，因为在乳腺氧化压力中，可能会构成抗反应，从而构成了响应。