揮発性テルペン類・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/10.1111/tpj.15453?af=R
揮発性テルペン類、植物間コミュニケーションのメディエーター
SUMMARY
概要
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)を持いて他の生物と相互作用します。植物放出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の相互作用においてよく知られたコミュニケーション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。
volatile organic compounds((VOCs):揮発性有機化合物(VOC)
isoprene イソプレン(炭素数5)
monoterpenes モノテルペン(炭素数10)
sesquiterpenes セスキテルペン(炭素数15)
abiotic stresses 非生物的ストレス(高温・低温、乾燥、塩害)
biotic stresses 生物的ストレス(雑草、病原菌、害虫)
communication compounds コミュニケーション化合物
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ル伝達合図としても機能することが明らかになってきた。知覚されると、特定の揮発性テルペンは、受容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不生物的ストレスから植物を防御するだけでなく、植物内および植物間の環境的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、揮発性テルペンの合図を介して相互調節に等しく敏感である可能性が高い。
signaling cues シグナル伝達合図
signaling pathways シグナル伝達経路
innate immune responses自然免疫応答
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、揮発性信号物質としてのテルペンに関する現在の知見を概観し、揮発性テルペンがなぜ、どのように優れたシグナル伝達の合図となるのかについて議論する。揮発性テルペンが植物にどのように認識されるのか、受容体である植物にどのような下流シグナル伝達現象が起こりうるのか、そして、異なるテルペンの合図に対する反応が、複数のストレスに対する植物の純反応をいかに調和させるかについて議論する。
Semiochemical:情報化学物質または信号物質)
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.
後に、このシグナルがさらに群集レベルまで伝達され、互いに有益な群集規模の反応や近縁種との明確なシグナル伝達をもたらす可能性についても議論している。
Community :群集
用語
サリチル酸とジャスモン酸シグナルのクロストーク機構の解明
https://bsj.or.jp/jpn/general/bsj-review/BSJ-review_7C_131-141.pdf
はじめに
生物は一生のうちに病原菌による感染,虫害,環境の変化による乾燥,冷害や紫外線等の 多種多様なストレスに曝される。しかし,生物がこうした環境下でも生存,成長を維持でき るのは,多様な環境情報を統合して対応する手段を有しているためである。我々,哺乳類を 含めた動物は逃避によってストレス被害を最小限に留めることができるが,地に根を張って 生きる植物は逃避手段を有していないため,動物とは異なる手段を用いて耐性機構を発揮す るよう進化した。その代表例の一つとして,植物は環境ストレスを認識すると,各種植物ホ ルモンシグナルを活性化させる。特に,植物は寄生菌による感染を受けるとサリチル酸(SA: salicylic acid)と呼ばれる植物固有のホルモンを蓄積し,寄生関係の樹立を阻害する。一方, 腐生菌による感染や虫害に対しては,ジャスモン酸(JA: jasmonic acid)を合成し,JA 依存的 な適応能力を誘導する。現在までに,多くの植物ホルモンシグナルは相互作用することが示 されており,このことは,植物は多様な環境情報に基づき各情報伝達経路のリプログラミン グを行うことを示唆する。SA と JA の相互作用はその代表例であり,本稿では,この複雑な 情報伝達ネットワークの理解に向けた新奇な取り組みの一部を紹介する。
ウイルスに対する植物の自然免疫機構
https://www.jstage.jst.go.jp/article/kagakutoseibutsu/52/12/52_805/_article/-char/ja/
抄録
自然免疫の受容体は,一般に,出会ったことのない病原体に対しても防御反応を誘導できるよう病原微生物に共通の分子パターンを認識する.ところが植物は,それに加えて強毒の病原体の毒性因子だけを特異的に認識する受容体をもち,これらが連携して病原体の毒性をも進化的に制御していることがジグザグモデルとして提唱されている.また,ウイルスに対してはRNAサイレンシングが自然免疫の役割を担い,同様に連携した自然免疫ネットワークを形成している.これらをカルモジュリン様タンパク質についてのわれわれの成果とともに解説する.
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