植物はサリチル酸とジャスモン酸という二つの代表的な免疫ホルモンを持っています。サリチル酸は生きた植物に寄生する(活物寄生)病原体に感染したときに、他方のジャスモン酸は植物を枯らせる病原体の感染や昆虫が葉などを食害したときに産生され、この両者は互いに強い拮抗関係にある、言い換えればサリチル酸が増えればジャスモン酸が減り、結果として腐生性菌が感染しやすくなると言われてきました。しかし、野外の植物は簡単に枯れることはありません。それはなぜでしょう？

研究室では、シロイヌナズナをモデルに使って、植物に活物寄生病原体を感染させると、感染直下～数細胞はサリチル酸活性マーカー遺伝子が強く発現しましたが、不思議なことに、その外側を取り囲むようにジャスモン酸活性化領域が形成されることが明らかになりました。実は、サリチル酸の作用が強い感染直下などでは細胞死が誘導されるのですが、その強い活性化領域が植物全体に広がると一種のアレルギー状態となり、広範な領域で細胞死などを誘導することが分かっています。仮説ですが、植物は病気の二次感染や細胞死を防御するために、サリチル酸やジャスモン酸が機能する時間、空間をうまく使い分け、それぞれ役割分担させながら身を守っているのではないでしょうか。

もう一つ、植物の免疫を活性化する特定の遺伝子に関してプロモーターレポーターを作成し、その動態を観察したところ、一定の時間が経過すると瞬間的にパッと活性化して消える現象が全身の至るところで起こっていることが分かりました。例えば、植物の葉が病気になると、感染に備えて他の部位でも防御態勢をとることが知られていますが、どんなシグナルがどのように伝わっていくのか明確ではありません。こうした現象の原因となる遺伝子を解明し、植物の免疫機構の全貌を知ることで、環境負担の少ない農薬の開発など新たなシーズ提供につなげたいと考えています。

植物組織中に形成された病原細菌バイオフィルム。赤が細菌そのもので、植物に対する毒素生成が強いほど緑も発する。