2025年の Nature Communications 研究は、tomato root-knot nematode（RKN）infectionに対するsystemic defenseで、light-response transcription factor HY5がelectrical signalingとjasmonate biosynthesisを統合することを示しました。
root attackがGLR3.5依存のelectrical signalを葉へ送る
RKN attackを受けたrootからGLR3.5-dependent electrical signalがshootへ伝わります。このsystemic signalはleafでCa²⁺/calmodulin pathwayを動かし、CaM2とHY5のphysical interactionを促します。
phyB-dependent HY5 accumulationがJA biosynthesisを上げる
light conditionはphyBを介してleaf HY5 accumulationへ影響し、HY5はJA biosynthesis genesとHY5自身のexpressionをactivateしました。CaM2–HY5 interactionがこのtranscriptional responseをさらに増幅し、JA burstへつながります。
HY5自身がleafからrootへ移動してloopを維持する
HY5はsystemic signalとしてleafからrootへ移動し、rootでGLR3.5 expressionをactivateします。これによりroot→leaf electrical signalingを維持し、defense loopを形成します。
旧記事の『HY5欠損株とGLR3.5欠損株』など細部は研究全体の多様なgenetic/pharmacological evidenceへ整理し、HY5を単に“電気回路を強化するengineer”と擬人化しすぎないようにします。
tomato–RKN systemでの実証
このnetworkはtomatoのroot-knot nematode defenseで実証されたものです。HY5を改変すれば全cropの病害・虫害・abiotic stressが一括強化されるわけではありません。HY5はphotomorphogenesis、carbon/nutrient signalingなど多機能なので、constitutive manipulationにはgrowth trade-offも考慮が必要です。
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参考文献
- Sun T et al. HY5 integrates light and electrical signaling to trigger a jasmonate burst for nematode defense in tomato. Nature Communications. 2025;16:8750. https://doi.org/10.1038/s41467-025-63779-3
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