【ポイント】

・実験室で多様な防御状態を誘導した植物の全遺伝子発現を体系的に測定し、植物の防御応答状態を定量的に推定するバイオマーカーを開発した。
・野外で自然の植食者群集にさらされた植物2,381個体に適用し、各個体上の植食者群集のパターンが、植物の遺伝子レベルの防御応答と関連することを明らかにした。
・植物と外敵の複雑な関係を解明する基盤技術として、病害虫防御に関わる薬剤開発や育種への貢献が期待される。

名古屋大学生物機能開発利用研究センターの永野 惇 教授／慶應義塾大学先端生命科学研究所　特任教授、北海道大学大学院地球環境科学研究院の佐藤 安弘 助教、慶應義塾大学大学院政策・メディア研究科の冨田 敦幹 修士課程学生らの研究グループは、植物の防御応答を調節する二つの植物ホルモン、サリチル酸（SA）^注1）とジャスモン酸（JA）^注2）に着目し、両者の濃度を体系的に変化させた64通りの組み合わせでの、全遺伝子発現（トランスクリプトーム^注3））を計測しました。このデータから、植物がSAとJAにそれぞれどの程度応答しているかを推定する指標である「トランスクリプトミックバイオマーカー」^注4）を開発しました。この指標によって、葉1枚から植物の防御応答の状態を数値化できるようになりました。実際に野外で自然の植食者群集にさらされた植物に適用することで、植物のSA・JA応答状態が、植物個体上で見られる植食者の構成や組み合わせと関連していることを明らかにしました。
本成果は、自然環境下の複雑な植物と虫害の関係を定量的に捉えるための基盤技術となり、病害虫防御に関わる薬剤開発や育種への貢献が期待されます。
本研究成果は、2026年11月6日19時（日本時間）付国際学術誌『Communications Biology』に掲載されました。

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【用語説明】

注1）サリチル酸（SA）:
植物が病原体などに応答する際に重要な役割を果たす植物ホルモン。植物の防御応答を制御する。

注2）ジャスモン酸（JA）:
植食者による食害や傷害などに対する防御応答を制御する代表的な植物ホルモン。

注3）トランスクリプトーム:
ある細胞や組織で発現しているRNA全体、またはその網羅的な測定データ。

注4）トランスクリプトミックバイオマーカー:
複数の遺伝子発現パターンを組み合わせ、植物の実効的な生理状態や応答状態を定量的に推定する指標。

【論文情報】

雑誌名:Communications Biology
論文タイトル:Transcriptomic biomarkers reveal jasmonic and salicylic acid states under field herbivory in Arabidopsis thaliana
著者:Atsuki Tomita （冨田敦幹）, Taro Maeda （前田太郎）, Natsumi Mori-Moriyama （森山（毛利）奈津美）, Yasuyuki Nomura （野村康之）, Yuko Kurita （栗田悠子）, Makoto Kashima （鹿島誠）, Shigeyuki Betsuyaku （別役重之）, Yasuhiro Sato （佐藤安弘）*, Atsushi J. Nagano （永野惇）*　　

DOI:10.1038/s42003-026-11263-z
URL:https://doi.org/10.1038/s42003-026-11263-z

【研究代表者】

生物機能開発利用研究センター 永野 惇 教授
https://ps.agr.ryukoku.ac.jp/naganolab/