李傳友研究組解析茉莉酸調控植物免疫的轉錄重編程

2021-01-10 科學網

 

茉莉酸是來源於不飽和脂肪酸的植物免疫激素。其生物合成途徑和化學結構與高等動物中的免疫激素前列腺素有極高的類似性。對應於機械傷害、咀嚼式昆蟲和死體營養型病原菌的侵害，植物激活茉莉酸信號通路，啟動並級聯放大茉莉酸介導的轉錄重編程，從而產生有效的防禦反應。但目前對茉莉酸激活植物免疫轉錄重編程的機理所知甚少。

中國科學院遺傳與發育生物學研究所李傳友研究組長期以番茄為模式研究茉莉酸調控植物免疫的分子機理。該研究組最近的研究發現，茉莉酸信號通路的核心轉錄因子MYC2通過正向調控機械損傷相關基因及病程相關基因等與抗病抗蟲密切相關的基因的表達實現植物對病蟲侵害的有效防禦。利用染色質免疫共沉澱--測序（ChIP-Seq）與全基因組表達譜--測序（RNA-Seq）相結合的手段，李傳友研究組在番茄全基因組範圍內確定了一系列MYC2直接結合的靶標基因。令人感興趣的是，李傳友研究組發現MYC2直接結合的靶標基因中富含轉錄因子基因，表明MYC2是茉莉酸信號通路中高層級的轉錄調控元件。進一步研究表明MYC2與其直接結合的次級轉錄因子形成一系列的轉錄級聯調控模塊（transcription module）。這些轉錄級聯調控模塊在免疫轉錄重編程的激活和級聯放大中起至關重要的作用。這一發現對於人們深入理解茉莉酸調控植物抗病抗蟲的機理具有重要意義，並為番茄抗病抗蟲分子育種提供了重要的理論指導。

該研究結果已於2017年7月21日在線發表於The Plant Cell (DOI:10.1105/tpc.16.00953)。李傳友研究組的杜敏敏博士和山東農業大學的趙久海教授是該論文的共同第一作者。該研究得到中國科學院戰略性先導專項、科技部、農業部和國家自然科學基金委的資助。（來源：科學網）

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    茉莉酸是來源於不飽和脂肪酸的植物免疫激素，其生物合成途徑和化學結構與高等動物中的免疫激素前列腺素有極高的類似性。在受到機械傷害、咀嚼式昆蟲和死體營養型病原菌的侵害時，植物激活茉莉酸信號通路，啟動並級聯放大茉莉酸介導的轉錄重編程，從而產生有效的防禦反應。但目前對茉莉酸激活植物免疫轉錄重編程的機理所知甚少。中國科學院遺傳與發育生物學研究所李傳友研究組長期以番茄為模式植物，研究茉莉酸調控植物免疫的分子機理。
  • 李傳友研究組茉莉酸信號轉導機理獲重要發現
    激素在植物生長發育和對環境適應性的調控中發揮重要作用。茉莉酸、生長素、赤黴素、水楊酸等植物激素的受體定位於細胞核內，與轉錄調控緊密偶聯。因此，解析激素信號介導的轉錄調控網絡對於理解植物激素信號的動態響應過程及作用機理具有重要意義。
  • 遺傳發育所等發現增強子調控茉莉酸信號途徑的機理
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  • 綜述|茉莉酸信號通路轉錄調控機理
    茉莉酸、生長素、赤黴素、水楊酸等多種植物激素的受體都定位於細胞核內，且與轉錄調控緊密偶聯。因此，深入解析激素信號介導的轉錄調控網絡對於人們全面理解植物激素信號的動態響應過程及作用機理具有重要意義。轉錄中介體（Mediator）是真核生物中高度保守的由多個亞基組成的蛋白複合體，在轉錄調控的多個層面發揮調控作用，被稱為真核生物基因轉錄的「中央控制器」。
  • 茉莉酸信號通路轉錄調控機理研究獲進展
    激素在植物生長發育和對環境適應性的調控中發揮重要作用。茉莉酸、生長素、赤黴素、水楊酸等植物激素的受體定位於細胞核內，與轉錄調控緊密偶聯。因此，解析激素信號介導的轉錄調控網絡對於理解植物激素信號的動態響應過程及作用機理具有重要意義。
  • 遺傳發育所茉莉酸信號通路轉錄調控機理研究獲進展
    激素在植物生長發育和對環境適應性的調控中發揮重要作用。茉莉酸、生長素、赤黴素、水楊酸等植物激素的受體定位於細胞核內，與轉錄調控緊密偶聯。因此，解析激素信號介導的轉錄調控網絡對於理解植物激素信號的動態響應過程及作用機理具有重要意義。
  • 遺傳發育所茉莉酸信號通路轉錄調控機理研究獲進展
    激素在植物生長發育和對環境適應性的調控中發揮重要作用。茉莉酸、生長素、赤黴素、水楊酸等植物激素的受體定位於細胞核內，與轉錄調控緊密偶聯。因此，解析激素信號介導的轉錄調控網絡對於理解植物激素信號的動態響應過程及作用機理具有重要意義。
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    茉莉酸通過調控FT 的表達影響開花時間 開花是植物從營養生長向生殖生長轉化的重要發育事件。在適宜的條件下開花結實對於繁衍後代至關重要，因而植物在長期的進化過程中形成了複雜而精細的調控機制嚴格控制開花時間。中國科學院遺傳與發育生物學研究所李傳友研究組和浙江大學汪俏梅研究組合作，發現免疫激素茉莉酸通過負向調控成花素基因FT 的表達延遲植物開花。
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    目前，人們對於植物激素「核受體」的生理意義及作用機理尚所知甚少。 茉莉酸是來源於不飽和脂肪酸的植物激素，主要調控植物的免疫反應和適應性生長。對應於病蟲侵害或其它逆境刺激，活性茉莉酸被其「核受體」COI1識別而釋放核心轉錄因子MYC2的活性，進而在全基因組範圍內激活茉莉酸響應基因的表達。
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    轉錄中介體 (Mediator)是由多個在進化上高度保守的亞基組成的蛋白複合物。在基因轉錄過程中，轉錄中介體分別與基因特異的轉錄因子和RNA聚合酶II相互作用, 廣泛參與二者之間的信息傳遞，被稱為真核生物基因轉錄的中央控制器。在植物激素信號轉導研究中，人們主要關注激素特異的轉錄因子的作用，但對於轉錄中介體的功能及作用機理所知甚少。
  • 轉錄中介體複合物調控茉莉酸信號途徑
    在基因轉錄過程中，轉錄中介體分別與基因特異的轉錄因子和RNA聚合酶II相互作用，廣泛參與二者之間的信息傳遞，被稱為真核生物基因轉錄的中央控制器。在植物激素信號轉導研究中，人們主要關注激素特異的轉錄因子的作用，但對於轉錄中介體的功能及作用機理所知甚少。 中科院遺傳與發育生物學研究所李傳友實驗室最近的研究揭示了擬南芥轉錄中介體複合物在茉莉酸信號途徑中的功能及作用機理。
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  • 遺傳所李傳友研究組發現植物幹細胞命運決定新機制
    一般認為根尖幹細胞微環境的建立和維持受到兩條核心轉錄因子通路的嚴格控制：即縱向的PLETHORA (PLT)途徑和徑向的SHORTROOT (SHR)/SCARECROW (SCR)途徑。但這些轉錄因子如何精細調控WOX5的時空特異表達進而控制幹細胞組織中心的命運決定並不明確。 中國科學院遺傳與發育生物學研究所李傳友研究組長期致力於根系可塑性發育的機理研究。
  • 李傳友小組發現植物激素「核受體」作用機理—新聞—科學網
    李傳友小組發現植物激素「核受體」作用機理   本報訊 激素調控植物生長發育和對環境適應性的方方面面。傳統傳統認為，植物激素的受體定位於細胞膜上。最近研究表明，茉莉酸、生長素等激素的受體卻定位於細胞核中，類似於動物激素的「核受體」，但對植物激素「核受體」的生理意義及作用機理尚所知甚少。 茉莉酸來源於不飽和脂肪酸的植物激素，調控植物的免疫反應和適應性生長。
  • 遺傳發育所在茉莉酸調控植物免疫機理研究中取得進展
    由兩個保衛細胞所組成的氣孔是植物與外界環境進行水分和氣體交換的重要通道，同時也是病原菌入侵植物的天然通道。遇到病原菌侵害時，植物會主動關閉氣孔以阻止病原菌的入侵。為了打破植物的這種防禦機制，病原菌產生冠菌素（COR），使氣孔重新開張，以促進其順利進入植物體內。
  • 揭示茉莉酸調控植物開花分子機理
    在被子植物中，開花使植物從營養生長階段順利過渡到生殖生長階段，從而保證植物種子的產生。植物開花的過程受到內外源因素、各種信號網絡及眾多基因的綜合調控。此前研究表明，除了傳統的開花誘導途徑之外，植物激素茉莉酸信號途徑也參與了開花誘導過程；然而，茉莉酸調控植物開花的分子機理仍不清楚。
  • 研究發現Hippo通路成員MOB1調控茉莉酸及植物發育的機制
    Hippo信號通路在調控動物細胞分裂、器官大小和腫瘤發生方面起重要作用，是當前動物和醫學領域的研究熱點，但是植物中相關研究還比較少。MOB1是該通路的核心成員，在酵母、動物和植物中高度保守。中國科學院植物研究所程佑發研究組前期發現擬南芥MOB1A在生長素介導的植物生長發育過程中起重要作用(Cui et al.， 2016， PLoS Genetics)。為了進一步揭示擬南芥MOB1基因家族的作用，研究人員採用了遺傳學、生化、細胞生物學和組學等手段，發現MOB1A與MOB1B在體內相互作用，具有相似的表達模式和蛋白亞細胞定位。
  • 生命科學學院蘇曉東實驗室揭示茉莉酸信號通路中轉錄因子調控新機制
    2017年5月16日，北京大學生命科學學院蘇曉東實驗室在Cell子刊Cell Reports雜誌上發表題為「Crystal Structure of tetrameric Arabidopsis MYC2 reveals the mechanism of enhanced interaction with DNA」的研究論文，文章解析了植物中首個basic Helix-loop-Helix
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    我國學者發現了WRKY, NAC, ERF, MYC, MYB, bHLH等多種轉錄因子參與植物免疫調控的功能和作用機理. 中國科學院遺傳與發育生物學研究所團隊發現, 番茄同源的NAC轉錄因子JA2和JA2L分別通過脫落酸和茉莉酸途徑差異化調控氣孔開閉和植物免疫反應.
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