植物の「立ち聞き」における匂い受容と間接防衛活性化の分子機構

植物窃听过程中气味接收和间接防御激活的分子机制

基本信息

批准号：
12J00841
负责人：
杉本貢一
金额：
$ 2.32万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度において(Z)-3-へキセニルビシアノシド（へキセニル配糖体）合成遺伝子の単離・同定をするために利用した、栽培トマトと近縁野生種の交配によって生じたヘキセニル配糖体合成能を失ったトマトを用いて、ハスモンヨトウ食害に対する抵抗性の違いを検証した。その結果、へキセニル配糖体合成能を失ったトマトを食べたハスモンヨトウ幼虫の成長は、へキセニル配糖体を合成できるトマトを食べたハスモンヨトウ幼虫の成長に比べて有意に大きかった。この結果から、へキセニル配糖体がハスモンヨトウ幼虫に対する防衛物質として植物内においても機能する事が強く示唆された。この研究結果はヘキセニル配糖体が防衛物質としてin plantaにおいて働くことを示唆する結果であり、へキセニル配糖体の防衛機能、ひいては揮発性化合物の受容に関して、生理・生態学的な検証を行うための足がかりとなる結果である。一方で、交配導入による遺伝子機能の解析では、複数遺伝子の導入がどうしても起こってしまう。本研究で得られた証拠をより確実なものとするためには、形質転換によって配糖体化遺伝子の発現のみを特異的に抑制させた植物を作製する必要があるが、これには長い期間が必要となるため、将来の課題とする。昨年度までの生化学的な解析結果からへキセニル配糖体が、揮発性化合物に曝露された植物だけではなく、食害を受けた葉にも蓄積することが明らかになっている。今年度の研究結果は、生化学的な解析結果の生物学的な機能を示唆する重要な進展結果である。

一种通过栽培番茄与密切相关的野生物种杂交产生的己烯基糖苷，去年用于分离和鉴定（Z）-3-己烯基vicyanoside（己烯基糖苷）合成基因，我们利用已经失去合成能力的番茄。检查了对斜纹夜蛾属攻击的抵抗力的差异。结果，吃了失去合成己烯基糖苷能力的番茄的斜纹夜蛾幼虫的生长明显大于吃了能合成己烯基糖苷的番茄的斜纹夜蛾幼虫。这些结果强烈表明己烯基糖苷在植物中也可作为针对斜纹夜蛾幼虫的防御物质。该研究结果表明己烯基糖苷在植物中具有防御物质的作用，我们将对己烯基糖苷的防御功能和挥发性化合物的接收进行生理和生态验证，这些结果将为进一步的研究奠定基础。另一方面，通过杂交分析基因功能不可避免地涉及多个基因的引入。为了使本研究中获得的证据更加可靠，需要通过转化来培育糖基化基因的表达被特异性抑制的植物，但这需要很长的时间，因为这是必要的。未来的话题。截至去年的生化分析结果显示，己烯基糖苷不仅在暴露于挥发性化合物的植物中积聚，而且在因进食而受损的叶子中也积聚。今年的研究成果是提示生化分析结果的生物学功能的重要进展。

项目成果

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Air-transferred oxylipin volatiles from herbivore-infested tomato plants change uninfested conspecific plants to be defensive

来自受草食动物侵染的番茄植物的空气转移的氧脂挥发物使未受侵染的同种植物变得具有防御性

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
Sugimoto K;Matsui K;Ozawa R;Takabayashi J
通讯作者：
Takabayashi J

Maize plants prime anti-herbivore responses by the memorizing and recalling of airborne information in their genome

玉米植物通过记忆和回忆基因组中空气传播的信息来引发抗草食动物反应

DOI：
10.4161/psb.25796
发表时间：
2013
期刊：
Plant Signaling & Behavior
影响因子：
2.9
作者：
Sugimoto K;Arimura G
通讯作者：
Arimura G

Glycosylation of airborne volatile compound from herbivore-infested plants contribute to defensive trait against impending herbivory in the volatile exposed uninfested tomato plants

受草食动物侵染的植物中空气中挥发性化合物的糖基化有助于暴露在挥发性物质中的未受侵染的番茄植物对即将发生的食草动物的防御性状

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
Sugimoto K;Matsui K;Takabayashi J
通讯作者：
Takabayashi J

Induced defence in lima bean plants exposed to the volatiles from two-spotted spicier mites-infested conspecifics is independent of the major protein expression

利马豆植物暴露于两斑辣螨侵染的同种植物的挥发物中所诱导的防御与主要蛋白质表达无关

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
Journal of Plant Interactions
影响因子：
3.2
作者：
Sugimoto K;Matsui K;Ozawa R;Kuramitsu Y;Kley J;David A;Muck A;Nakamura K;Boland W;Takabayashi J
通讯作者：
Takabayashi J

プレニル化フェニルプロパノイドの化学構造と生物活性に関する研究

异戊二烯化苯丙素的化学结构和生物活性研究