餘迪求課題組在茉莉酸調控植物氣孔發育研究中取得新進展

2021-01-10 植物研究進展

2018年3月1日，Plant Physiology在線發表了中國科學院西雙版納熱帶植物園餘迪求研究員和雲南大學生命科學學院陳小蘭副教授為通訊作者題為「Jasmonate negatively regulates stomatal development in Arabidopsis cotyledons」的研究論文。

氣孔是植物與環境之間氣體和水蒸氣交換的「門戶」。氣孔發育受到內源信號和外界環境信號的嚴格調控。茉莉酸類物質是調控植物多種生理過程的重要信號分子，但茉莉酸類與其他它發育信號途徑互作的分子機制仍知之甚少。該研究發現，茉莉酸類物質負調控擬南芥子葉的氣孔發育。茉莉酸甲酯（MeJA）處理的野生型和氣孔過度增殖的突變體（如too many mouths-1和stomatal density and distribution1-1）植株子葉的氣孔數量明顯減少。相比之下，阻斷內源茉莉酸類物質的合成或感知則增強了氣孔發育。此外，研究發現三個參與茉莉酸信號轉導的MYC轉錄因子：MYC2，MYC3和MYC4，它們在調控茉莉酸抑制的氣孔發育中存在功能冗餘性。遺傳分析表明，這些MYC蛋白在SPEECHLESS（SPCH）和FAMA轉錄因子的上遊起作用以介導植物氣孔發育。此外，茉莉酸類物質抑制氣孔發育依賴於這三種MYC轉錄因子，因myc2 myc3 myc4三突變體的氣孔發育對MeJA處理不敏感。

總結而言，該研究結果表明，茉莉酸和MYC轉錄因子負調控擬南芥子葉的氣孔發育。

Figure 7. Stomatal development of coi1-2 and myc2 myc3 myc4 was insensitive to methyl jasmonate (MeJA).

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