研究テーマ

陸上植物と節足動物の関係性について研究しています。特に、その関係性を介在する植物の化学物質のふるまい・役割に着目して研究しています。

研究材料

カブやブロッコリーなどのアブラナ科植物、ホソムギやヘラオオバコなどヨーロッパの半自然草原に生育する草本、コガネムシやハスモンヨトウなどの植食性昆虫、ミミズなどの大型分解者など

Keywords

アブラナ科植物、誘導防御応答、グルコシノレート（からし油配糖体）、コガネムシ上科、植物と植食性昆虫の相互作用、植物と土壌の相互作用、植物の食害応答、バイオマーカーとしての脂肪酸

研究の詳細

1. 陸上植物の化学防御戦術の評価

　植物の成長や生殖などに必須な化合物を合成することを一次代謝といい、光合成に代表されるように、体外から取り入れた無機物・有機物から生命維持に必須な化合物が作り出されています。一方、一次代謝以外の化合物を合成することを二次代謝といい、その植物が環境に適応するために必要な化合物が二次代謝により合成されています。植物はさまざまな化学物質を合成し、さながら化学工場として機能しています。

　アブラナ科植物が作り出す二次代謝産物・グルコシノレート（からし油配糖体）は、マスタードやワサビの風味として、我々の食卓を賑わせてくれる化合物です。このグルコシノレートは、野外では病気や害虫から自身の身を守るために働いています。天敵に襲われても移動して逃げられない植物特有の身を守る術です。だとしたら、グルコシノレートを大量に生合成すれば、病気や害虫に負けない最強の植物になるのですが、そのような植物はこれまでに報告されていません。それはおそらく、一次代謝と二次代謝の間にトレードオフの関係があり、二次代謝産物を多く作ると、その分成長できなくなるという本末転倒なことになってしまうからです。そこで植物は、二次代謝産物の生合成量をほどほどに抑えて、その使い方をうまくやりくりしています。そのやりくりの仕方は、例えば、最適防御分配だったり、誘導防御応答だったりして、その詳細について研究しています。

関連研究

Touw, A.J., Mogena, A.V., Maedicke, A., Sontowski, R., van Dam, N.M. & Tsunoda, T. (2020) Both biosynthesis and transport are involved in glucosinolate accumulation during root-herbivory in Brassica rapa. Frontiers in Plant Science, 10, 1653

Tsunoda, T., Grosser, K. & van Dam, N.M. (2018) Locally and systemically induced glucosinolates follow optimal defence allocation theory upon root herbivory. Functional Ecology, 32, 2127-2137

Tsunoda, T., Krosse, S. & van Dam, N.M. (2017) Root and shoot glucosinolate allocation patterns follow optimal defence allocation theory. Journal of Ecology, 105, 1256-1266