麹菌の防御反応における内因性シグナル伝達物質レベルの制御における糖類の役割の検討

The Role of Sugars in the Regulation of the Level of Endogenous Signaling Molecules during Defense Response of Yellow Lupine to .

• Magda Formela-Luboińska
• Tamara Chadzinikolau
• Kinga Drzewiecka
• Henryk Jeleń
• Jan Bocianowski
• Jacek Kęsy
• Mateusz Labudda
• Philippe Jeandet
• Iwona Morkunas

抄録

植物宿主細胞内のショ糖、グルコース、フルクトースなどの可溶性糖類は、炭素骨格のドナーとしての役割を果たすだけでなく、防御遺伝子の発現に影響を与える代謝シグナルを誘導する可能性がある。これらの代謝物は、多くの生理活性分子との複雑なネットワークの中で機能しており、これらの代謝物が独立して、あるいは対話しながら、次々と防御機構を誘導していると考えられる。本研究の目的は、ヘミビオトロフィー性真菌Schlecht f. sp.に対するL.の防御反応に関与する植物ホルモンと過酸化水素のレベルの調節におけるシグナル伝達分子としてのショ糖と単糖の関与を明らかにすることであった。また，サリチル酸とそのグルコシド，アブシジン酸の感染後蓄積量と糖質レベルとの間には正の相関関係が認められた。また，糖類のエチレン産生促進効果も報告された．イエロールピネの胚軸における可溶性糖類の保護的役割は、感染症やフサリオーシスの限定的な発生に見られた。これらの結果は、糖類単独でも、糖類と感染症との間のクロストークの間でも、シグナル伝達分子の生成が亢進していることを示す証拠となった。 しかし、感染後には、糖類の影響下でこれらのシグナル伝達分子のレベルがかなり増加していることが記録された。また，イエロールピネにおけるこれらの分子の感染後発生の持続時間にもばらつきがあった。

Soluble sugars such as sucrose, glucose and fructose in plant host cells not only play the role as donors of carbon skeletons, but they may also induce metabolic signals influencing the expression of defense genes. These metabolites function in a complex network with many bioactive molecules, which independently or in dialogue, induce successive defense mechanisms. The aim of this study was to determine the involvement of sucrose and monosaccharides as signaling molecules in the regulation of the levels of phytohormones and hydrogen peroxide participating in the defense responses of L. to a hemibiotrophic fungus Schlecht f. sp. . A positive correlation between the level of sugars and postinfection accumulation of salicylic acid and its glucoside, as well as abscisic acid, was noted. The stimulatory effect of sugars on the production of ethylene was also reported. The protective role of soluble sugars in embryo axes of yellow lupine was seen in the limited development of infection and fusariosis. These results provide evidence for the enhanced generation of signaling molecules both by sugar alone as well as during the crosstalk between sugars and infection caused by . However, a considerable postinfection increase in the level of these signaling molecules under the influence of sugars was recorded. The duration of the postinfection generation of these molecules in yellow lupine was also variable.