埼玉大学大学院の荒谷優里大学院生らの研究グループは、山口大学と共同で、食害を受けた植物が放出する”匂い”を、近隣の植物が感じた瞬間に発生させるカルシウム（Ca2+）シグナルの可視化に成功し、このシグナルが植物に危険情報を伝え、昆虫に対する防御反応を引き起こしていることを明らかにした。
植物は様々な匂いを空気中に放出する。例えば、草刈りをした時に漂う青臭い匂いの主成分は、「緑の香り」と呼ばれ、植物が「傷つけられた・虫にかじられた」という情報を周囲の植物体に伝える際に利用されている。この「植物間コミュニケーション」は古くから報告されていたが、植物が”匂い”を感じる瞬間をリアルタイムで可視化した研究はなかった。
そこで研究グループは、植物が「どのような匂い物質を」「どの細胞で」「どのタイミングで」感知しているのかを調べた。蛍光バイオセンサー（GCaMP）が細胞内のCa2+濃度上昇（Ca2+シグナル）によって明るく光ることを利用し、GCaMPを発現させたシロイヌナズナを用いて、匂いを感じた植物で発生するCa2+シグナルの可視化を試みた。
その結果、シロイヌナズナは、草刈りをした時や昆虫に食べられた時に放出される青臭さの主成分である「緑の香り（(Z)-3-ヘキセナールと(E)-2-ヘキセナール）」を、揮発後「1分程度」で感じ、Ca2+シグナルを発生させることが観察された。
これにより、植物には嗅覚はないが「気孔」から緑の香りを取り込むことで周囲の状況を感知し、「葉肉細胞」などでCa2+シグナルを発生させることで、昆虫の更なる攻撃に備えて、集団で防御反応を引き起こしていることが明らかになった。
論文情報：
【Nature Communications】Green leaf volatile sensory calcium transduction in Arabidopsis
