植物における匂い物質受容機構およびその生理機能の解明

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本研究では、タバコにおける(E)-β-caryophylleneの受容メカニズムに迫ることにより、植物における揮発性化合物の受容機構の解明を目指した。まず、タバコ個体で(E)-β-caryophylleneによるNtOsmotin発現が起こる部位を検討した結果、(E)-β-caryophyllene曝露による発現誘導は、葉で最も顕著であった。次に、(E)-β-caryophylleneによるNtOsmotinの発現誘導が、ジャスモン酸経路やサリチル酸経路を介するのか、これらの経路に非依存的な経路を介するのかを検証した。NoOsmotin、ジャスモン酸経路のマーカー遺伝子およびサリチル酸経路のマーカー遺伝子の発現量を比較したところ、(E)-β-caryophylleneによるこれらの遺伝子の発現誘導パターンは、ジャスモン酸メチルによる発現誘導パターンとも、サリチル酸メチルによるこれらの遺伝子の発現誘導パターンとも異なった。したがって、(E)-β-caryophylleneによるNtOsmotinの発現誘導は、ジャスモン酸経路やサリチル酸経路を介した情報伝達だけで起こるわけではないことが示唆された。さらに、(E)-β-caryophylleneによるNtOsmotin、ジャスモン酸経路のマーカー遺伝子およびサリチル酸経路のマーカー遺伝子の発現誘導パターンと、他の揮発性化合物によるこれらの遺伝子の発現誘導パターンを比較した。その結果、揮発性化合物ごとに発現誘導パターンは異なった。また、シロイヌナズナにおいては、(E)-β-caryophylleneによりOsmotin遺伝子の発現は誘導されなかった。したがって、少なくともタバコにおいては、化学物質に対する非特異的な応答ではなく、(E)-β-caryophylleneの構造を認識した応答が起こることが示唆された。