植物はどうやって揮発性化合物を認識しているか?
植物は周囲の植物が植食者からの攻撃を受けていることを、被害植物が放散する揮発性化合物によって知ることができます。植物が揮発性化合物を受け取るメカニズムの一つとして、わたしたちは配糖化という現象を見つけました。食害によって放散されるヘキセノールを受け取った植物はヘキセノール配糖体(HexVic)に変換して蓄積し、近づきつつある植食者への防衛物質として働くことを明らかにしました。またトマトとトマト近縁野生種の配糖化能力の差を利用して配糖化酵素遺伝子を明らかにしました。
他にも揮発性化合物によって遺伝子発現などを変化させることも知られており、鼻のない植物がどのように揮発性化合物を認識しているのか、揮発性化合物レセプターの探索を行っています。
Sugimoto K, Matsui K,
揮発性化合物を貯めて、放散する仕組みの解明
植物の多くは表皮に毛(トライコーム)が生えていて、対植食者防衛を担っています。一部のトライコームの先端には分泌細胞が付いており、揮発性化合物などの防衛物質が蓄えられています。植食者が触れることで分泌細胞は簡単に脱落し、蓄えられていた化合物を一気に開放する地雷のような働きをします。このような化合物の高蓄積を達成する分子メカニズムを、変異体や種間差を利用した順遺伝学的解析やトライコーム特異的な発現遺伝子の逆遺伝学的解析から調べています。
また多くの防衛化合物はジャスモン酸と呼ばれる植物ホルモンの制御下にあることが良く知られています。このジャスモン酸の働きの種間差などを解析しています。
Sugimoto K,
果実成分の変化によって果実食被害を低減できるか?
トマト果実はタバコガやヨトウガの終齢近くの幼虫に食害されます。トマト栽培種と近縁野生種を交配した系統の中から果実食者の好みが異なる系統を見つけ出しているため、この系統を利用することで果実食者が好まない成分を明らかにできると考えています。
果実成分を改変して新しいフレーバー品種をつくる
果実を食べるのは果実植害虫だけではありません。ヒトも収穫物として果実を食します。果実食者の好みが変化した系統はヒトの好みを変えるのかどうかを検証します。また遺伝子組換えやゲノム編集によって成分の異なる果実の作出にもチャレンジしています。