二次代謝産物の理解からひろがる植物を中心とした種間相互作用

以植物为中心的种间相互作用通过了解次生代谢物而扩展

• 批准号: 22K19350
• 负责人: 角田 智詞
• 金额: $ 3.99万
• 依托单位: Fukui Prefectural University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19350/
• 关键词: 植物-微生物-昆虫相互作用; からし油配糖体; 誘導防御応答; 根の防御

本研究の目的は、多様な生物に植物が対処する鍵となる二次代謝産物の動態と役割を明らかにすることである。二次代謝産物は、ストレスに晒されても移動して逃げられない植物ならではの生きる術として機能する。例えば、病害虫へ抵抗性を示したり、共生者を誘引したりする。多面的に機能しうる二次代謝産物の動態と役割を理解することが、生態系の一次生産者である植物が関わる様々なプロセスの理解につながる。本研究では、知見が多いアブラナ科の二次代謝産物、グルコシノレート(glucosinolate; からし油配糖体)を対象とした。材料とするからし油配糖体の生産性が異なるシロイヌナズナ変異体を海外の共同研究者から入手するのに時間がかかってしまったため、その間に栽培実験環境と分析環境が機能するか確かめる実験を行った。栽培実験は、糸状菌Trichoderma harzianum T-22接種の有無と、主根への昆虫Anomala cupreaの食害の有無、細根へのA. cupreaの食害の有無を三要因として、ブロッコリーBrassica oleraceaを栽培した。一定期間栽培したのちに刈り取り、植物の収量や、植物の各器官のからし油配糖体の組成と濃度、A. cupreaの生重量の変化を定量した。A. cupreaに食害されたのちにからし油配糖体の濃度が上昇する誘導防御応答は、主根を食害された時のみ見られた。この結果は、植物の各器官の中で最も防御価値の高い器官がよく防御されるという最適防御理論と矛盾せず、自身の先行研究 (Tsunoda et al. 2018. Funct. Ecol., 32, 2127-2137)と同様だった。ただし、この濃度上昇は、Trichodermaの接種がある場合と、細根への食害がある場合に限られた。他の生物との相互作用の有無により、植物の防御応答が変化することが示された。

这项研究的目的是阐明二级代谢产物的动态和作用，这是植物应对各种生物的关键。次级代谢物作为一种生活方式，只有在承受压力时也无法移动和逃脱的植物才能实现。例如，它可能显示出对害虫的抵抗力并吸引共生。了解多方面的二级代谢产物的动态和作用会导致对植物中涉及的各种过程的理解，这是生态系统的主要生产者。这项研究的重点是葡萄糖醇（芥末糖苷），这是Brassicaceae家族的继发代谢产物，该代谢有大量发现。从海外合作者那里，获得了很长一段时间的拟南芥突变体，这些突变体的生产力不同，这些突变体的生产力与海外合作者的生产力不同，因此在此期间，我们进行了一个实验，以检查培养实验环境和分析环境是否有效。在培养实验中，培养了西兰花甘蓝橄榄酸，包括存在或不存在丝状真菌trichoderma harzianum t-22的存在或不存在，昆虫异玛拉果冻的存在或不存在于主根，以及存在或不存在a。在一定时间段内栽培后，收集了植物，以量化植物中每个器官中芥末糖苷的组成和浓度的变化，以及A.杯状的原始重量。答：只有在食用主根时才能看到一种诱发的保护反应，其中被库糖糖苷的浓度升高。该结果与最佳防御理论一致，即每个植物器官的防御价值最高的器官经常受到保护，并且与他们以前的工作相似（Tsunoda等，2018。Funct。Ecol。，32，2127-2137）。但是，当接种trichoderma并消耗细根时，浓度的增加受到限制。结果表明，与其他生物的存在或不存在相互作用改变了植物的保护反应。

项目成果

Belowground battles in Brassicaceae. Molecular mechanisms of optimal glucosinolate allocation in roots under herbivore attack

十字花科植物的地下战斗。

• 发表时间: 2021
• 作者: van Dam;N.M.;Touw;A.;Sontowski;R. & Tsunoda;T.
• 通讯作者: T.

IGZ/Friedrich Schiller University Jena/iDiv(ドイツ)

IGZ/耶拿弗里德里希席勒大学/iDiv（德国）