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

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。

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。