ハダニの誘引防御力が低い暗闇ではトマトへの被害が大きくなる

Spider Mites Cause More Damage to Tomato in the Dark When Induced Defenses Are Lower.

• Jie Liu
• Rachid Chafi
• Saioa Legarrea
• Juan M Alba
• Tomas Meijer
• Steph B J Menken
• Merijn R Kant

抄録

植物は、その環境における偶発的な変動（例えば、草食）と周期的な変動（例えば、昼夜サイクルの間の明暗）に対処するための堅牢なメカニズムを進化させてきました。植物の病原体に対する感受性は、昼夜のサイクルで変化することが示されています。これまでに，ハダニTetranychus urticaeがトマト植物にジャスモネートおよびサリチル酸を介した防御を誘導するのに対し，ハダニT. evansiは唾液エフェクター蛋白質を分泌することでこれらの防御を抑制することを明らかにしてきた。ここでは、植物の防御機能の誘導・抑制、マダニエフェクター遺伝子の発現、およびマダニの給餌による被害量を日中と夜間で比較した。T. Uurticaeの給餌は、暗闇下よりも光下の方が有意に高いにもかかわらず、ジャスモネートおよびサリチル酸マーカー遺伝子の発現を増加させた。また、これらのマーカー遺伝子のいくつかは、T. evansi給餌によっても、T.エフェクター28の発現は、いずれのダニ種においても明暗の影響を受けなかった。しかし、エフェクター84の発現は光の下ではかなり高く、特にT. evansiの発現はかなり高かった。最後に，T. evansi の方が全体的に摂食被害が大きかったのに対し，両ダニとも光の下よりも暗期の方が一貫して被害が大きかった。これらの結果から，誘引防御は日内変動の影響を受けやすく，トマトの暗所期の食害が大きくなる可能性があることが示唆された。このような条件下では植物の防御力が低下してしまうため，暗期のエフェクター産生が緩和されているのではないかと考えられる。

Plants have evolved robust mechanisms to cope with incidental variation (e.g. herbivory) and periodical variation (e.g. light/darkness during the day-night cycle) in their environment. It has been shown that a plant's susceptibility to pathogens can vary during its day-night cycle. We demonstrated earlier that the spider mite Tetranychus urticae induces jasmonate- and salicylate-mediated defenses in tomato plants while the spider mite T. evansi suppresses these defenses probably by secreting salivary effector proteins. Here we compared induction/suppression of plant defenses; the expression of mite-effector genes and the amount of damage due to mite feeding during the day and during the night. T. urticae feeding upregulated the expression of jasmonate and salicylate marker-genes albeit significantly higher under light than under darkness. Some of these marker-genes were also upregulated by T. evansi-feeding albeit to much lower levels than by T. urticae-feeding. The expression of effector 28 was not affected by light or darkness in either mite species. However, the expression of effector 84 was considerably higher under light, especially for T. evansi. Finally, while T. evansi produced overall more feeding damage than T. urticae both mites produced consistently more damage during the dark phase than under light. Our results suggest that induced defenses are subject to diurnal variation possibly causing tomatoes to incur more damage due to mite-feeding during the dark phase. We speculate that mites, but especially T. evansi, may relax effector production during the dark phase because under these conditions the plant's ability to upregulate defenses is reduced.