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。

当完整的拟南芥植物暴露于甲基乙烯基酮（MVK）（其具有类似于（E）-2-己烯醛的α,β-不饱和羰基结构）作为汽车旅馆化合物时，它赋予了对灰霉病的抗性。此时，当监测谷胱甘肽-S-转移酶基因的表达水平时，发现单独暴露MVK并没有显着诱导该基因，但暴露后接种灰霉病菌时，与对照相比，表达量显着增加植物。这可以被认为是所谓的启动现象，其中MVK暴露诱导了植物的潜在抗性。另一方面，为了评估(Z)-3-己烯醛等绿色气味相关化合物诱导防御基因的能力，我们制备了缺乏产生绿色气味能力的突变体，并通过机械诱导防御相关基因。我们考虑了诱导伤人。结果表明，一些基因的诱导显着减少，而通过在伤口上涂抹绿色气味可以逆转这种减少。这证实了(Z)-3-己烯醛等绿色气味是诱导基因诱导的生理活性物质。当植物暴露于(Z)-3-己烯醛蒸气时，其中一些蒸气被植物直接吸收。此时，即使用脱落酸封闭气孔，脱落酸的吸收量也仅减少20%左右，表明大部分脱落酸被渗透到植物组织中而被吸收。由此掺入的(Z)-3-己烯醛立即转化为(Z)-3-己烯醇和4-羟基-(E)-2-己烯醛(HHE)。考虑到(Z)-3-己烯醛的化学反应性，还原为(Z)-3-己烯醇被认为是降低其反应性的解毒作用，而HHE的产生增加了其反应性，这表明，与氧化类似。 HHE 可以感知哺乳动物的压力，可以修改细胞内蛋白质和氧化还原传感器，从而触发防御反应。