植物誘導性全身抵抗性

誘導全身抵抗性（ISR ）は、感染によって活性化される植物の抵抗性メカニズムです。^{[ 1 ]}その作用機序は、侵入病原体の直接的な殺傷や阻害に依存するのではなく、宿主植物の物理的または化学的障壁を高めることに依存しています。^{[ 2 ]}全身獲得抵抗性（SAR）と同様に、植物は感染が発生した場合、病原体や寄生虫などの侵入者に対する防御を発達させることができます。サリチル酸の蓄積によって引き起こされるSARとは対照的に、 ISRはジャスモン酸とエチレンによって活性化されるシグナル伝達経路に依存しています。^{[ 3 ]}

植物の病原体防御に対する誘導抵抗性の誘導は1901年に発見され、「獲得抵抗性システム」と表現されました。その後、「獲得生理免疫」、「抵抗性置換」、「植物免疫機能」、「誘導システム抵抗性」など、いくつかの異なる用語が使用されました。^{[ 4 ]}植物のウイルス、細菌、真菌、その他の病気に対する抵抗性を誘導する刺激は数多くあり、機械的要因（ドライアイスによる損傷、電磁波、紫外線、低温および高温処理など）、化学的要因（重金属塩、水、サリチル酸）、生物学的要因（真菌、細菌、ウイルス、およびそれらの代謝物）などが含まれます。^{[ 5 ]}

植物の誘導抵抗性には、SAR経路とISR経路という2つの主要な作用様式があります。SARは、病原体が感染部位の小さな領域に限定される、迅速な局所反応または過敏性反応を引き起こすことができます。前述のように、サリチル酸（SA）はSAR経路の作用様式です。ISRは、ジャスモン酸（JA）の作用様式によって植物の防御システムを強化します。どちらもNPR-1の効果に作用しますが、SARはPR遺伝子を利用します。これら2つの媒介される反応は互いに調節効果を持ちます。SAが増加すると、JAの効果を阻害する可能性があります。両方の反応を活性化する際には、バランスを維持する必要があります。^{[ 6 ]}

ISR 応答は根圏細菌によって媒介されることがあります。これは、JA/ET 防御に感受性のある壊死性病原体や昆虫草食動物に対して効果的であることが示されています。^{[ 7 ]}根圏細菌を介した ISR の重要性は広く報告されています。^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]}

植物誘導性システム抵抗性の生物学的要因は、一般的に大きく分けて2つのカテゴリーに分類されます。すなわち、古典的な植物誘導性病害誘導抵抗性（PGPR）または植物成長促進菌類（PGPF）と、植物成長促進根圏細菌（PGPR）または植物成長促進菌類（PGPF）です。この違いは主に、後者が植物の成長を効果的に促進し、作物の収量を増加させると同時に、病気（害虫を含む場合もある）に対する植物の抵抗性を引き起こす（または増加させる）ことができるという事実によるものです。^{[ 11 ]}

また、有益な微生物が植物と昆虫の相互作用に悪影響を与えるという報告もある。^{[ 12 ]}

これまでのところ、植物の全身抵抗性の誘導に関する研究は、植物の全身抵抗性を誘導する研究が基礎研究および応用研究にとって重要な意味を持つことを示している。

メロン、タバコ、豆、ジャガイモ、米における誘導抵抗性の応用は大きな成功を収めている。過去10年間、誘導システム抵抗性の研究は非常に活発な研究分野となっている。^{[ 13 ]}

ISR経路を人工的に活性化する方法は、活発な研究分野である。^{[ 14 ]}植物システムの抵抗性を誘導する研究と応用は有望であるが、植物病原体の制御において主要な要因にはなっていない。総合的病害虫管理プログラムへの組み込みは、いくつかの有望な結果を示している。根に共生する微生物によって引き起こされるジャスモン酸シグナル伝達の活性化による、葉を食害する害虫に対する防御に関する研究がある。^{[ 15 ]}

ISRに関する進行中の研究には、(1)誘導因子の選択を体系的に改善する方法、(2)誘導因子の損傷、(3)誘導因子の多重効果現象、(4)化学的誘導因子が環境因子に及ぼす影響、(5)多変量生物学的誘導因子の集団安定性の確立などが含まれる。ISRの研究は、主に農薬の使用への対応によって推進されており、これには1)病原体の農薬に対する耐性の増加、2)より毒性の高い農薬の一部を市場から排除する必要性、3)農薬の使用の結果として生じる健康および環境問題、4)特定の農薬が一部の病原体を制御できないことなどが含まれる。^{[ 16 ]}

• 植物の病害抵抗性
• 全身獲得抵抗性