遺傳發育所在茉莉酸調控植物免疫機理研究中取得進展

2021-01-10 和訊網

　　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。一般認為，植物激素脫落酸（ABA）在病原菌誘導的氣孔關閉過程中起核心調控作用，而茉莉酸（JA）則在COR介導的氣孔重新開張中起重要調控作用。但人們對ABA調控氣孔關閉和JA調控氣孔開張的分子機制所知甚少。

　　中國科學院遺傳與發育生物學研究所李傳友實驗室最近的研究發現，番茄中兩個高度同源的NAC類轉錄因子，LeJA2和LeJA2L，分別在ABA介導的氣孔關閉和JA/COR介導的氣孔重新開張中發揮調控功能。儘管LeJA2和LeJA2L胺基酸序列的一致性高達66%，但二者的表達模式迥異：LeJA2特異性地受ABA誘導，而LeJA2L則特異性地受JA/COR誘導。進一步研究發現，作為番茄中同源性最高的兩個NAC類轉錄因子，LeJA2和LeJA2L的功能發生了明顯的分化。LeJA2是ABA信號途徑的正向調控元件，通過直接調控ABA合成基因LeNCED1的表達而上調ABA積累，進而引發氣孔關閉。而LeJA2L則是茉莉酸信號途徑的正向調控元件，通過抑制水楊酸的積累參與氣孔的重新開張。因而當遇到病原菌侵害時，在番茄與病原菌的互作過程中，番茄利用LeJA2的功能關閉氣孔而防禦病原菌入侵；而病原菌則「綁架」了LeJA2L的功能使關閉的氣孔重新張開。這一發現對於人們深入理解植物病原菌互作機理以及植物病原菌共進化過程具有重要意義。

　　該研究結果已於2014年7月8日在線發表於The Plant Cell (DOI:10.1105/tpc.114.128272)。李傳友實驗室的博士後杜敏敏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和國家自然科學基金委的資助。

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植物病原菌互作過程中LeJA2和LeJA2L調控番茄氣孔關閉和重新張開的作用模型

（責任編輯：胡永明 HN005）

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