外因性メラトニンは、ネコブセンチュウのストレスに対する米の応答を調節する

科学分野:

• 植物科学
• 昆虫学
• 生化学

背景:

• ウンカは米の主要な害虫であり、かなりの収量損失を引き起こしています。
• メラトニンは既知のシグナル伝達機能を持つ植物ホルモンですが、ウンカに対する植物防御におけるその役割はよく理解されていません。

研究 の 目的:

• ウンカに対する外因性メラトニンの防御的役割を調査すること。
• メラトニンによって誘発される抵抗性の根底にある生理学的、生化学的、および分子メカニズムを解明すること。

主な方法:

• 米の苗への外因性メラトニンの適用。
• ウンカの生存率、コロニー形成、および症状の発現の評価。
• 酸化ストレスマーカー（H2O2、O2•-）、相対水分含有量、および電解質漏出の測定。
• アントシアニン生合成、内因性メラトニン合成、および植物ホルモンレベル（ABA、SA、JA）の分析。
• 抗酸化酵素活性およびGABAシャント代謝の評価。

主要な成果:

• メラトニン処理は、米の苗の生存率を最大384%増加させ、ウンカのコロニー形成を93%減少させました。
• メラトニンは酸化ダメージを軽減し、水分含有量を改善し、電解質漏出を減少させました。
• メラトニンは、アントシアニンと内因性メラトニンの生合成を刺激し、植物ホルモン経路（ABA、SA、JA）を調節しました。
• GABAシャントを介したコハク酸の蓄積増加とともに、抗酸化能の強化とカルシウムホメオスタシスの回復が観察されました。

結論:

• 外因性メラトニンは、複数の防御戦略を統合することにより、ウンカに対する米に顕著な保護を与えます。
• メラトニンは、成長、防御シグナル伝達、抗酸化活性、およびイオンホメオスタシスの協調的な調節を通じて植物の回復力を強化します。
• メラトニンは、吸汁性昆虫に対する米の抵抗力を向上させるための生物調節剤としての可能性を示しています。