トマトおよびジャガイモ植物における創傷誘発性プロテイナーゼ阻害剤II遺伝子発現に関与するシグナル

化学的および物理的信号は、トマト植物およびジャガイモ植物における創傷誘発性プロテイナーゼ阻害剤II（PIN2）遺伝子発現を媒介することが報告されています。化学シグナルの中で、アブシシン酸（ABA）やジャスモン酸（JA）などの植物ホルモン、およびペプチド系系が最も特徴づけられたシステムを表しています。さらに、電気および油圧メカニズムは、推定PIN2誘導の全身シグナルとしても仮定されています。ほとんどの化学物質は、機械的傷を行わずにPIN2遺伝子発現を誘導することができます。したがって、ABA、JA、およびSysteminは、直接処理された葉と、処理されたものの遠位に位置する非治療葉（全身）でPIN2 mRNA蓄積を開始します。ABA欠損トマトとジャガイモの植物は、PIN2 mRNAの蓄積による傷に反応しないため、創傷誘発性遺伝子活性化に関与するシグナル伝達経路の分析に適したモデルシステムを提供します。JAの作用部位は、ABAの作用部位の下流に位置することが実証されました。さらに、Systeminは、創傷応答を調節するシグナル伝達経路の初期ステップの1つを表します。最近、熱処理と機械的損傷が電気信号を生成し、植物全体に伝播することが報告されました。これらのシグナルは、傷ついた植物の非治療葉にPIN2遺伝子発現を誘導することができます。さらに、トマトの葉への電流散布は、局所組織および全身組織におけるPIN2 mRNAの蓄積をもたらします。いくつかのタイプの刺激に関する光合成パラメーター（同化と蒸散率）の検査は、熱誘発PIN2遺伝子発現が電流と機械的創傷応答を媒介する代替経路によって調節されることを示唆しています。

Chemical and physical signals have been reported to mediate wound-induced proteinase inhibitor II (Pin2) gene expression in tomato and potato plants. Among the chemical signals, phytohormones such as abscisic acid (ABA) and jasmonic acid (JA) and the peptide systemin represent the best characterized systems. Furthermore, electrical and hydraulic mechanisms have also been postulated as putative Pin2-inducing systemic signals. Most of the chemical agents are able to induce Pin2 gene expression without any mechanical wounding. Thus, ABA, JA, and systemin initiate Pin2 mRNA accumulation in the directly treated leaves and in the nontreated leaves (systemic) that are located distal to the treated ones. ABA-deficient tomato and potato plants do not respond to wounding by accumulation of Pin2 mRNA, therefore providing a suitable model system for analysis of the signal transduction pathway involved in wound-induced gene activation. It was demonstrated that the site of action of JA is located downstream to the site of action of ABA. Moreover, systemin represents one of the initial steps in the signal transduction pathway regulating the wound response. Recently, it was reported that heat treatment and mechanical injury generate electrical signals, which propagate throughout the plant. These signals are capable of inducing Pin2 gene expression in the nontreated leaves of wounded plants. Furthermore, electrical current application to tomato leaves leads to an accumulation of Pin2 mRNA in local and systemic tissues. Examination of photosynthetic parameters (assimilation and transpiration rate) on several types of stimuli suggests that heat-induced Pin2 gene expression is regulated by an alternative pathway from that mediating the electrical current and mechanical wound response.