揮発性テルペンー植物間コミュニケーションのメディエーター

Volatile terpenes – mediators of plant-to-plant communication

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/tpj.15453

揮発性テルペンー植物間コミュニケーションのメディエーター

plant-to-plant communication　植物間コミュニケーション

SUMMARY

まとめ

Plants interact with other organisms employing volatile organic compounds (VOCs). The largest group of plant-released VOCs are terpenes, comprised of isoprene, monoterpenes, and sesquiterpenes. Mono- and sesquiterpenes are well-known communication compounds in plant–insect interactions, whereas the smallest, most commonly emitted terpene, isoprene, is rather assigned a function in combating abiotic stresses.

植物は、揮発性有機化合物(VOC)を用いることで他の生物と相互作用します。植物が放出するVOCの最大のグループは、イソプレン、モノテルペン、およびセスキテルペンで構成されるテルペンです。モノとセスキテルペンは植物と昆虫との相互作用においてよく知られた通信化合物であるのに対し、最も小さく、最も一般的に放出されるテルペン、イソプレンは、むしろ非生物的ストレスと戦う機能を割り当てられている。

VOC：Volatile Organic Compounds　揮発性有機化合物(VOCs)
sesquiterpenes　セスキテルペン
plant–insect interactions植物－昆虫相互作用

Recently, it has become evident that different volatile terpenes also act as plant-to-plant signaling cues. Upon being perceived, specific volatile terpenes can sensitize distinct signaling pathways in receiver plant cells, which in turn trigger plant innate immune responses. This vastly extends the range of action of volatile terpenes, which not only protect plants from various biotic and abiotic stresses, but also convey information about environmental constraints within and between plants. As a result, plant–insect and plant–pathogen interactions, which are believed to influence each other through phytohormone crosstalk, are likely equally sensitive to reciprocal regulation via volatile terpene cues.

近年、異なる揮発性テルペンが植物間のシグナリングの手掛かりとしても機能することが明らかになってきた。認識されると、特定の揮発性テルペンは、受容体植物細胞の異なるシグナル伝達経路を感作することができ、植物の自然免疫応答を引き起こす。これは、様々な生物的および非生物的ストレスから植物を保護するだけでなく、植物内および植物間の環境制約に関する情報を伝える揮発性テルペンの作用範囲を大幅に拡張します。その結果、植物ホルモンクロス（交差）トークを通じて互いに影響を与える植物-昆虫と植物病原体の相互作用は、揮発性テルペンの手がかりを介して相互調節に等しく敏感である可能性が高い。

Here, we review the current knowledge of terpenes as volatile semiochemicals and discuss why and how volatile terpenes make good signaling cues. We discuss how volatile terpenes may be perceived by plants, what are possible downstream signaling events in receiver plants, and how responses to different terpene cues might interact to orchestrate the net plant response to multiple stresses.

ここでは、揮発性セミオケミカル（体外分泌情報伝達化学物質）としてテルペンに関する現在の知識をレビューし、どのようにして揮発性テルペンが優れたシグナル伝達の手掛かりになるのかを議論します。揮発性テルペンが植物にどのように認識されるのか、受信側の植物ではどのような下流シグナル伝達が考えられるのか、また、異なるテルペンの手掛かりに対する反応がどのように相互作用して、複数のストレスに対する植物の正味の反応を組織化するのかについて議論する

Finally, we discuss how the signal can be further transmitted to the community level leading to a mutually beneficial community-scale response or distinct signaling with near kin.

最後に、群落レベルに信号を送信する方法について話し合い、相互に有益な群落規模の応答または近くの同族植物との明確なシグナル伝達を導きます。

semiochemicalセミオケミカル（体外分泌情報伝達化学物質）フェロモン、カイロモン、アロモン等
downstream signaling events 下流シグナル伝達
community 群落

INTRODUCTION
序論

Plants are known to detect their neighbors by various cues, such as ratios of red:far red light or ethylene in the air (Binder, 2020; Devlin, 2016). However, to not only detect, but also identify the neighbor, more detailed information is needed. Such information can be transmitted by volatile organic compounds (VOCs) both above- and belowground.

植物は、赤：遠赤色光の比率や空気中のエチレンなど、さまざまな手がかりで近隣の植物を検知することが知られている。しかし、検出するだけでなく、その近隣の植物を特定するためには、より詳細な情報が必要です。このような情報は、地上と地下の両方の揮発性有機化合物(VOC)によって送信することができます。

far red light　遠赤色光

Plants release a high diversity of various VOCs such as terpenes, fatty acid derivatives, amino acid derivatives, and phenylpropanoid/benzenoid compounds. Volatile terpenes are the most diverse group of VOCs comprising the C5 compound isoprene, C10 monoterpenes, C15 sesquiterpenes, and also C11 and C16 homoterpenes and some C20 diterpenes (Rosenkranz and Schnitzler, 2016).Terpenes can protect plants from various abiotic and biotic stresses (Loreto and Schnitzler, 2010; Unsicker et al., 2009).

植物はテルペン、脂肪酸誘導体、アミノ酸誘導体、フェニルプロパノイド/ベンゼノイド化合物などの様々な多様性高い揮発性有機化合物(VOCs)を放出します。揮発性テルペンは、C5化合物イソプレン、C10モノテルペン、C15セスキテルペン、およびC11およびC16ホモテルペンおよびいくつかのC20ディテルペン(Rosenkranz and Schnitzler, 2016).を含むVOCの最も多様なグループである。テルペンは、様々な非生物的および生物的ストレスから植物を保護することができます(Loreto and Schnitzler, 2010; Unsicker et al., 2009).

fatty acid derivatives,　 脂肪酸誘導体　　
amino acid derivatives,　アミノ酸誘導体
phenylpropanoidフェニルプロパノイド
abiotic　非生物的ストレス
biotic stresses　生物的ストレス

Moreover, they are important communication and interaction signals between plants and other organisms, including insects, fungi, and bacteria (Huang et al., 2003; Huang et al., 2012; Nieuwenhuizen et al., 2009; Schulz-Bohm et al., 2017). Different environmental constraints, such as herbivore feeding style (Simon et al., 2015), pathogen infection (Delaney et al., 2015), or belowground microbial communities (Kong et al., 2021), can induce very specific emission patterns from plants.

さらに、昆虫、真菌、細菌を含む植物と他の生物との間の重要なコミュニケーションおよび相互作用伝達シグナルである(Huang et al., 2003; Huang et al., 2012; Nieuwenhuizen et al., 2009; Schulz-Bohm et al., 2017).　異なる環境制約は、例えば、捕食者の摂食様式(Simon et al.、2015)、病原体感染(Delaney et al.、2015)、または地下の微生物群集(Kong et al., 2021),など、植物からの非常に特異的な放出パターンを誘導することができる。

herbivore 捕食者
microbial communities　微生物群集

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