植物ホロビオント内の微生物によるシグナル伝達

植物ホロビオント内の微生物によるシグナル伝達
李 建宏 6
メフタブ・ムハンマド・アスラム 6
高 楊陽
魏忠
陳茂賢
フランシスコ・ディーニ・アンドレオーテ
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脚注を表示する発行日：2023年1月24日DOI:https://doi.org/10.1016/j.tim.2022.12.005
PlumX メトリクス

ハイライト
植物における微生物を介したシグナル伝達のメカニズムを理解することで、植物の生理機能を正確に操作し、生物・生物ストレスに対する耐性を向上させることができる。
植物における長距離シグナル伝達は、根圏や葉圏で植物と共生する特定の微生物群の代謝によって開始されることがある。
植物の長距離シグナル伝達は、移動性のペプチド、RNA、代謝産物、植物ホルモンによって行われ、これらはすべて維管束系を経由して移動することができる。
植物の生理反応と制御の複雑さをホロビオントという文脈で捉えることは、植物と微生物の相互作用に関する知識を深め、植物の生理反応を操作する新しい化学物質の開発を促進することにつながる。
要旨
植物の根圏や葉圏に生息する微生物は、植物の生長や健康に重要な役割を果たしている。最近の研究により、植物の根から芽への長距離コミュニケーションとその常在微生物との関連について新たな知見が得られている。つまり、植物に共生する特定の微生物が、様々な生物的・非生物的ストレスに直面している植物の健康増進と性能向上に関連する全身的な植物反応に貢献できることが示唆された。しかし、植物における微生物が介在するシグナル伝達のメカニズムの多くは、まだ十分に理解されていない。本総説では、植物に共生する微生物が介在する植物体内の長距離シグナル伝達機構について概説する。植物と微生物をホロビオントとして捉え、植物-微生物相互作用やシグナル伝達による植物生理の変化に関わる重要な分子や機構を探る。
キーワード
長距離シグナル伝達
根
シュート
微生物
葉圏
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グリホサート
広域浸透性除草剤で、作物の乾燥剤でもある。植物酵素である5-エノールピルビルシキメート-3-リン酸合成酵素を阻害することにより作用する。
誘導体抵抗（ISR)
植物の抵抗機構で、根圏や葉圏の有益な微生物との相互作用によって活性化され、病原菌や昆虫の草食に対する防御力を高めるもの。
誘導性感受性（ISS)
病原体や特定の微生物群との相互作用によって活性化される植物の感受性機構（または免疫抑制）。
長距離シグナル
タンパク質、ペプチド、RNA、代謝物、ホルモンなど、特定の分子によって媒介される植物器官を横断するシグナル伝達。
葉圏
新芽、葉、花、果実など、微生物がコロニーを形成することができる植物の地上部の表面全体を指す。
根圏
植物の根と土の境界面。植物の根から放出される化学物質の影響を直接受ける微生物が生息する微小環境であり、根の周囲数ミリのゾーンを指す。
二次代謝産物
生物が生産する分子で、成長や生殖には必要ないが、その代わりに生物に選択的な適応力を与えることに関連するもの（例：抗生物質、毒素、色素）。
全身性獲得抵抗性（SAR）
植物が病原体に対して早期に局所的に曝露されることにより、植物全体に抵抗性を付与する全身的な反応。
血管系
植物の器官を相互に接続し、水、ミネラル、栄養素、有機化合物、およびさまざまなシグナル伝達物質を植物の器官間を輸送する、複雑な伝導組織のネットワーク。
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オンライン公開 2023年1月24日
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