植物における揮発性化合物受容機構の詳細な解明

详细阐明植物挥发性化合物受体机制

• 批准号: 20K22649
• 负责人: 永嶌 鮎美
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-09-11 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K22649/
• 关键词: 揮発性化合物; 植物; VOC

自然環境下においては、食害を受けた植物の周辺に生育している健康な植物の食害抵抗性が上昇することが報告されている。近年、食害を受けた植物から放出される揮発性化合物によって、周囲の植物の抵抗性が誘導されることが明らかになってきた。しかし、揮発性化合物の情報を何らかのシグナルに変換し、応答を引き起こす機構は不明であった。申請者らのこれまでの研究により、揮発性化合物の一種であるカリオフィレンと転写共役因子が結合すること、この因子がカリオフィレン応答性遺伝子の1つに関して発現誘導に関わることが示された。しかし、生理的な濃度のカリオフィレンが実際にプロモーターへの転写共役因子の結合能を変化させるかは未だ示されていない。また、細胞内へ揮発性化合物を輸送し濃縮する輸送体は不明である。そのため、植物における揮発性化合物への応答機構の全容は未だ解明されていない。そこで本研究では、解析対象をカリオフィレン応答性の遺伝子群へと広げ、揮発性化合物の受容から遺伝子発現までの正確な経路の解明を目指している。タバコ以外での2種の植物ではタバコと異なり、カリオフィレンへの応答が生じなかったにも関わらず、公共のデータベースを利用した解析ではカリオフィレン結合タンパク質である転写共役因子TOPLESSは広範な植物に存在していることが明らかになった。このため、解析対象の化合物を変更すること、および結合よりも上流の輸送体を中心とした解析を計画している。

据报道，在自然环境中，在食用的植物周围生长的健康植物具有增加的耐药性。近年来，已经揭示了从已食用的植物中释放出的挥发性化合物已引起周围植物的耐药性。但是，将挥发性化合物信息转换为某些信号并触发响应的机制尚不清楚。申请人先前的研究表明，转录的结合与挥发性化合物氨基苯乙烯与一种挥发性化合物的耦合，并且该因子参与了一种caryophophyllene-反应性基因的表达诱导。然而，尚未证明钙叶烯的生理浓度是否确实改变了转录耦合因子与启动子的结合能力。此外，将挥发性化合物转运并浓缩到细胞的转运蛋白尚不清楚。因此，尚未阐明对植物挥发性化合物的全部响应机制的全部范围。因此，这项研究旨在将分析靶标扩大到氨基苯丙烯反应性基因组，并阐明从接受挥发性化合物到基因表达的精确途径。与烟草不同，与烟草相比，两种植物对两种物种没有反应，使用公共数据库分析表明，裸露的caryophyllene结合蛋白存在于广泛的植物中。因此，我们计划更改要分析的化合物，并分析结合上游的转运蛋白。

项目成果

Transcriptional regulators involved in responses to volatile organic compounds in plants

参与植物挥发性有机化合物反应的转录调节因子

• DOI: 10.1096/fasebj.2021.35.s1.00109
• 发表时间: 2021
• 期刊: The FASEB Journal
• 作者: Ayumi Nagashima‐KASAHARA;Takumi Higaki;Takao Koeduka;Ken Ishigami;Satoko Hosokawa;Hidenori Watanabe;Kenji Matsui;Seiichiro Hasezawa;Kazushige Touhara
• 通讯作者: Kazushige Touhara