植物が生産する防衛物質の経時的分析による植物の自己防衛メカニズムの解明

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無機的・生物的ストレスに対する植物の自己防衛戦略の機構解明のため、多様な環境に生育するイタドリ新葉の食味成分や防衛的機能をもつ成分の解析を行いストレス環境の異なる時期によってそれらの成分が異なるかどうかを調査した。2012年5月から9月にかけて4週間ごとに、高度の異なる4地点(5m未満、約500m、約1000m、約1500m)のパッチ内で食害されている新葉数の記録、および出現した昆虫類の記録を行ったところ、食害を受けている新葉の割合は全地点で5月には30%未満だったが、1500mを除く地点では6月中旬以降、1500m地点では8月以降に80%以上に到達し推移した。出現した昆虫の個体数は全地点で5月から9月にかけて増加し、科数は期間を通じて大きな変動はなかった。未食害の新葉に含まれる有機酸、糖、アミノ酸、フェノール性化合物をGC-MSを用いた定量分析により比較した結果、イタドリの主な酸味成分の一つであるシュウ酸濃度が食害の少ない5月頃(以下前期)よりも、食害増加後の7月頃(以下後期)において高く、食害の増加した後期での酸味の増加を示唆した。しかし、1000mではシュウ酸が逆に後期で前期よりも多く、500mの地点でコハク酸が前期で後期より有意に多いなど、地点によって、また同じ物質群でも成分によって傾向に違いがあることが明らかとなった。代謝物全体の組成比は時期、地点で異なったが、それぞれの物質群を合計した量は全地点で前期と後期で差がなかった。同じ物質群でも異なるストレス種に対する有効性は成分ごとに異なると考えられるため、今回見出された成分が植食者の行動やパフォーマンス等に与える影響を実際に制御環境下で調査し、成分単位で機能を明らかにすることが必要である。