花が香りをつくる量は、植物の中を行き交う信号によっても変わるのでしょうか。2025年のWangらの研究は、果実のような香りをもつキクの一品種で、植物ホルモンのサリチル酸と、特定の香り成分をつくる仕組みを結びつけました。
サリチル酸は、植物の成長や病害への応答などに関わる信号物質です。研究者が知りたかったのは、その信号が花の香りの合成にも届くのか、届くならどの遺伝子やタンパク質を経由するのか、ということでした。
ひとつのキクで、香り成分の変化を追う
調べたのは、栽培ギクの「Xiaokuixiang」という品種です。つぼみ、開き始め、満開の3段階と、花を構成する4つの部位を比べました。花びらに見える外側の小花、中央の小花、つぼみを包む総苞片、花を支える花床です。
切り取った花を容器に入れて揮発成分を集め、ガスクロマトグラフィー質量分析で調べると、24種類のテルペン類が検出されました。その中で多かったのが「（E）-β-ファルネセン」です。テルペン類は、植物のさまざまな香り成分を含む化合物の仲間です。
測定された（E）-β-ファルネセンの量は、花の発達に伴って増え、満開で最も高くなりました。部位では総苞片や花床に多く、表面の小さな分泌構造である「腺毛」にも見つかっています。
ただし、多く検出される成分が、人にとって最も強く感じられる成分とは限りません。今回は、この品種で多い成分の生産を追う研究であり、キクの香り全体の好ましさや、すべてのキクに共通する仕組みを評価したものではありません。
香り成分をつくる酵素を確かめる
まず研究者は、（E）-β-ファルネセンをつくる酵素の候補を探しました。遺伝子の働き方を広く調べる解析から候補を絞り、CmEβFSと名づけた遺伝子を詳しく調べています。
この遺伝子に対応するタンパク質を用意して試験すると、原料となるファルネシル二リン酸から、（E）-β-ファルネセンができました。さらに、キクでこの遺伝子の働きを弱めると、成分量も減りました。配列が似ているという推測に加え、実際につくる能力と植物内での役割を確かめたわけです。
次の問いは、その合成酵素をどれだけつくるかを、誰が調節しているかです。遺伝子の情報が読み出される量を調べ、上流にいる調節役を探しました。
合成を抑える2つの調節役
見つかったのは、CmWRKY1というタンパク質でした。これは、特定のDNA領域に結びつき、遺伝子の読み出しを調節する「転写因子」の一種です。結合を調べる実験と、発光を目印に読み出しの程度を測る実験から、合成酵素の遺伝子を抑える働きが示されました。
キクでこの調節役を弱めると、合成酵素の遺伝子の働きと、（E）-β-ファルネセンの量が増えました。合成を抑える側の調節が弱まり、成分が増えるという関係です。
さらに研究者は、調節役と結びつく相手として、サリチル酸の受容に関わるCmNPR3というタンパク質を見いだしました。複数の結合試験で両者の相互作用を確かめ、2つを一緒に働かせると、合成酵素の遺伝子を抑える働きが強まることを示しています。
CmNPR3を弱めたキクでも、合成酵素の遺伝子の働きと成分量が増えました。つまり、DNAに結びつく調節役と、ホルモンの信号に関わる相手が組み合わさり、香り成分の生産を調節するという仕組みです。
サリチル酸の信号は、この組み合わせを通る
サリチル酸を花に与えると、通常のキクでは、2つの調節役の遺伝子の働きが増え、合成酵素の遺伝子の働きと（E）-β-ファルネセンの量が減りました。ホルモンと香り成分が一緒に変化するだけでなく、調節役を介しているかも調べています。
2つの調節役を片方ずつ弱めた植物では、サリチル酸による成分の減少がなお見られました。一方、両方を同時に弱めた植物では、サリチル酸を与えても、合成酵素の遺伝子の働きや成分量は有意に変わりませんでした。
この結果から、著者らは、サリチル酸による調節の少なくとも一部を、CmWRKY1とCmNPR3の組み合わせが担うと結論づけています。植物の体内信号から、香りをつくる酵素までをつなぐ、具体的な経路が示された点が研究の中心です。
つくる時期と、外へ出る時期は同じとは限らない
興味深いのは、成分量が満開に向かって増えたのに対し、合成酵素の遺伝子は、つぼみでよく働いていたことです。著者らは、つぼみの時期に成分がつくられ、その後、腺毛の成熟や破れに伴って放出されるという見方を提案しました。
電子顕微鏡では、満開期に破れた腺毛が増えていました。成分の蓄積と、合成する仕組みと、外へ出す仕組みを分けることで、遺伝子の働きと測定される成分量の時間的なずれを説明しようとしています。
ただし、個々の成分がいつつくられ、いつ外へ出たかを連続して追跡した実験ではありません。揮発成分の分析も、切り取った試料を加温した容器で行っています。生きた花が自然な環境で放つ量や、人が感じる強さを、そのまま示す数値ではありません。
防御と香りの接点は、これからの課題
サリチル酸は植物の防御に関わり、（E）-β-ファルネセンは、アブラムシの警報物質としても知られています。著者らは、今回の調節経路が、害虫への応答や、花粉を運ぶ生き物との関係にも関わる可能性を挙げています。
しかし、この研究で害虫抵抗性や送粉者の誘引を試したわけではありません。成分を増減させることが、植物の防御や繁殖にどんな利益をもたらすかは、今後の検証が必要です。香り成分の調節を、そのまま虫よけ効果として説明することはできません。
主な定量実験は3つの生物学的反復で行われ、測定によって1花を使う場合と複数花をまとめる場合があります。特定品種・栽培条件での基礎研究であり、サリチル酸の影響も、植物の種類や濃度によって違いうると著者らは指摘しています。
まとめ
キクの一品種では、サリチル酸に関わる信号と2つの調節タンパク質が、（E）-β-ファルネセンの合成酵素を抑える仕組みにつながっていました。香りの生産は、酵素だけでなく、その働きを制御する植物の信号系とも結びついています。
この経路を知ることは、香りの改良を考える手がかりになると同時に、植物が成長や防御に関わる信号を、香りづくりとどう調整しているかを理解する一歩になります。つくること、蓄えること、放つことを分けて追う視点も、花の香りの変化を読み解くうえで重要です。
参考文献
Wang, Z., Yuan, Y., Dong, R., Zeng, R., Zhao, X., Xu, Y., Gao, J., Hong, B., & Gu, Z. (2025). Salicylic acid regulates biosynthesis of floral fragrance (E)-β-farnesene via NPR3-WRKY1 module in chrysanthemum. Molecular Horticulture, 5, 52. DOI: 10.1186/s43897-025-00174-y ／ 原著全文。原著：© The Author(s) 2025, CC BY 4.0。
