JAs、SAs介导的植物防御反应及在药用植物中的应用

茉莉酸（JA）和水杨酸（SA）介导的信号网络能调节植物防御反应。一般JA信号通路涉及抗虫反应,而SA通路则与抗病有关,JA和SA通路之间的交互作用在防御反应的微调中起重要作用。研究表明JA和SA也能有效调节抗寄生植物的防御反应。本文综述一些防御信号分子,尤其是JA和SA在植物防御中的作用,包括JA、SA介导的途径和JA/SA交互作用在抗病虫害和抗植物寄生中的作用;介绍茉莉酸、水杨酸类物质在药用植物研究中的初步应用。     

稻瘟病菌株形态发育对外源茉莉酸敏感程度分析

茉莉酸(jasmonic acid,JA)是在植物响应致伤、病原菌侵染及发育时诱导植物蛋白酶抑制子产生的天然荷尔蒙调控子。本研究开展了茉莉酸在不同助溶剂(甲醇,乙醇及DMSO)中的溶解性及稻瘟病菌株对不同浓度茉莉酸的敏感程度分析,同时分析茉莉酸对稻瘟病菌株形态发育的影响。三种助溶剂中以甲醇对稻瘟病菌株菌落生长和菌落颜色影响最小,因此本研究选取甲醇作为最终溶解茉莉酸的助溶剂。JA浓度为1 mmol/L及以下时对稻瘟病菌株菌落生长速率几乎没有影响。当JA浓度为1 mmol/L及以上时对过表达菌株菌落生长速率抑制大于其对野生型菌株的抑制。JA浓度为100μmol/L及以上时降低了菌株孢子萌发率和附着胞形成率,当JA浓度为500μmol/L时完全抑制了孢子萌发和附着胞形成。JA对过表达菌株萌发率和附着胞形成的抑制程度大于对野生型菌株的。JA浓度小于1 mmol/L时对产孢量没有显著影响,当JA浓度为2 mmol/L及以上时显著抑制菌株产孢量,而且对野生型菌株产孢量的抑制程度大于对过表达菌株的。综上所述,BAS1和BAS4过表达菌株菌落生长、孢子萌发和附着胞形成对茉莉酸敏感程度高于野生型菌株的,而过表达菌株产孢量对茉莉酸敏感程度低于野生型菌株的。     

苗雪霞研究组揭示乙烯和茉莉酸信号途径相互应答介导水稻响应刺吸式昆虫的机制

<正>近日,国际学术期刊New Phytologist在线发表了中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所苗雪霞研究组的文章,该项研究揭示了水稻在响应刺吸式昆虫的过程中所激发的乙烯和茉莉酸信号途径的应答机制。乙烯(Ethylene,ET)和茉莉酸(Jasmonic acid,JA)信号传导途径在介导植物响应生物胁迫的过程中发挥着重要作用,两种信号途径在介导植物抗病过程中的相互应答也多有揭示。在     

中科院在植物激素茉莉酸的信号传导机理研究中取得进展

正茉莉酸(Jasmonate,JA)激素是植物体内一类非常重要的脂类生长调节物质,参与调控植物某些重要的生长发育过程以及对环境因子的响应,如叶片表皮毛的起始、花青素的积累及抗冻害反应等。根毛是根表皮细胞特化形成的     

茉莉酸等3种因素刺激番茄LeWRKY1的表达特征分析

为了研究LeWRKY1参与植物抗逆反应的分子机理,采用实时荧光定量PCR技术研究了LeWRKY1在番茄灰霉菌（Botrytis cinerea）侵染、茉莉酸（jasmonic acid,JA）、水杨酸（salicylic acid,SA）刺激时的表达情况。结果表明：外源植物激素JA可诱导LeWRKY1的表达,而SA对其无明显诱导作用;番茄灰霉菌侵染可诱导LeWRKY1表达。LeWRKY1可能通过JA依赖而SA非依赖的信号途径参与番茄对番茄灰霉菌防御反应的应答。     

盐胁迫下茉莉酸(JA)及茉莉酸甲酯(MeJA)对棉花种子萌发及种苗生化特性的影响

盐胁迫能够抑制棉花种子的萌发,影响棉花的生长。探讨棉花种子和种苗在盐胁迫下茉莉酸(JA)和茉莉酸甲酯(Me JA)对棉花种子萌发、幼苗生长、水分含量、根系活力、脯氨酸和氧化损伤的影响,有助于阐明植物激素对棉花种子萌发的调控机制。结果表明:在300 mmol/L Na Cl处理下,添加0.025μmol/L JA和0.25μmol/L Me JA均使种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数全面提高;JA和Me JA最高促进种子根伸长了25.74 mm,根系活力最高提高了17.3μg/(g·h),同时使棉花幼苗的脯氨酸含量上升了6.69μg/g,丙二醛含量降低了5.27 mmol/g。说明JA和Me JA能够显著缓解盐胁迫对棉花种子伤害,促进棉花种子的萌发和幼苗生长,JA和Me JA处理组整体作用效果较一致。本研究结果可为JA和Me JA在棉花生产中的合理使用提供科学依据。     

玉米茉莉酸甲酯不敏感突变体的筛选

植物激素茉莉酸(jasmonic acid,JA)作为一种可以长距离运动的信号分子在植物对昆虫侵害的系统抗性中起核心调控作用。为了解析玉米JA信号途径及抗虫机制,本研究利用改进的玉米突变体的筛选方法,筛选与JA信号途径相关的突变体用于下一步的研究。将甲基磺酸乙酯(ethyl methane sulfonate,EMS)诱变的玉米突变体库6118份种子分别置含有外源茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)的培养基中培养,通过观察玉米根系的生长情况,确定对MeJA的不同耐受性。当MeJA终浓度为50μmol L–1时,初步筛选到对MeJA不敏感的I级耐受性突变体61株;当MeJA终浓度分别为100μmol L–1和200μmol L–1时进行验证,得到的耐受性事件分别为37株和10株。对自交收获的子一代遗传性分析表明,这些突变体对MeJA表现出的耐受性具有可遗传性。筛选获得的对MeJA不敏感突变体可能与JA调控有关,是研究玉米JA信号途径的很好材料。     

‘西伯利亚’百合丙二烯氧化合酶LsAOS基因的克隆及其表达分析

丙二烯氧化合酶(allene oxide synthase,AOS)基因是茉莉酸(JA)合成途径中第一个特异性酶,具有调控植物体内JA合成积累的重要作用。本研究通过RACE技术克隆得到了‘西伯利亚’百合Lilium‘Siberia’中的AOS基因,并将其命名为LsAOS。该基因全长1 542 bp,编码513个氨基酸,其蛋白序列与小果野芭蕉的同源性最高,属于不稳定亲水蛋白。通过对‘西伯利亚’百合4个不同花期,9个不同组织器官进行实时荧光定量PCR(q-PCR)后发现,LsAOS在花蕾期中的表达量最高,随着花朵的逐渐开放表达量逐渐下降;LsAOS在叶片中表达水平最高,其次是内瓣、根、茎等。JA参与植物生长发育的全过程,与植物抗逆性和次生代谢反应有着密不可分的联系。AOS基因是JA途径中的关键基因之一,对JA的合成有着重要的调控作用。     

橡胶树皮乳管组织茉莉酸诱导相关因子AP2/EREBP基因的克隆与表达分析

摘要：茉莉酸（jasmonic acid,JA）可诱导橡胶树（Hevea brasiliensis Muell.Arg.）乳管分化,是乳管分化的关键信号分子。目前,对JA诱导橡胶树乳管分化的分子机理仍然不清楚。我们在前期研究中通过筛选JA刺激乳管分化时期的橡胶树树皮组织cDNA差减文库,获得了4条与茉莉酸诱导乳管分化相关的AP2/EREBP家族转录因子基因的EST。本研究在此基础上,采用RACE法完整地克隆了这4个AP2/EREBP转录因子基因的开放阅读框,蛋白氨基酸序列分析表明其中3个属于ERF亚类,1个属于RAV亚类;表达分析发现,这4个基因在乳管分化时期的橡胶树树皮组织的表达受JA诱导,随JA处理时间的延长,其表达量先增强后减弱,推测它们可能在JA诱导橡胶树乳管分化过程中起着重要的调控作用。     

茉莉酸与甜菜抗丛根病的关系

以甜菜坏死黄脉病毒(BNYVV)侵染甜菜抗、感丛根病品种为研究体系,在甜菜苗期采用western boltting检测BNYVV在甜菜根部的含量,研究甜菜茉莉酸(jasmonate,JA)合成途径关键酶脂氧合酶(LOX)、丙二烯氧化物合成酶(AOS)活性的变化,并采用外源茉莉酸浸种,检测其对病毒侵染的影响。结果表明,BNYVV的侵染明显诱导了抗病品种LOX与AOS的活性,并且JA浸种处理后,显著抑制了BNYVV对根部的侵染,表明JA的合成与甜菜抗丛根病有密切关系。     

中科院发现植物激素茉莉酸正调控拟南芥抗冻害反应

<正>中科院西双版纳热带植物园余迪求研究员领导的植物分子生物学组研究发现,植物激素茉莉酸正调控拟南芥(Arabidopsis thaliana)抗冻害反应(Freezing response)。外源施加茉莉酸显著提高植物的组成型及冷驯化诱导的抗冻能力。相反,阻断植物内源茉莉酸的合成及信号转导,则导致植物对冻害敏感,表现为存活率低及电导率高。与茉莉酸正调控植物抗冻能力相一致的是,低温处理诱导内源茉莉酸合成相关酶的表达,从而提高内源茉莉酸的含量。进一步分析表明,     

李传友研究组等揭示MYC2调控茉莉酸信号终止的机制

<正>作为一种重要的植物激素,茉莉酸调控植物的防御反应和适应性生长。当植物遭遇病虫侵害或其他逆境胁迫时,活性茉莉酸被受体COI1(CORONATINE-INS ENS ITIVE 1)识别而释放核心转录因子MYC2的活性,MYC2与转录中介体亚基MED25形成功能复合物而在全基因组范围内激活茉莉酸响应基因的表达,产生防御反应。但茉莉酸信号的过度激活会大量消耗自身能     

AFP2基因调控拟南芥茉莉酸合成与开花时间的分析

拟南芥AFPs (ABI five interaction proteins)是一类与植物激素脱落酸(ABA)信号途径中转录因子ABI5互作的蛋白,以前报道它们可以通过促进ABI5的降解来调控种子萌发,但是AFPs的新功能鲜有报道。我们发现过表达AFPs家族成员之一AFP2可以促进拟南芥小苗茉莉酸(JA)的合成并延迟开花,反之,拟南芥突变体afp2表现为较低的茉莉酸积累与较早的开花时间。突变茉莉酸合成酶LOX2或受体COI1都可以部分缓解AFP2-ox的晚花表型,同时过表达AFP2增强了AFP2类转录因子TOE1结合到成花素FT启动子区域的能力,并抑制FT的转录导致晚花。以上结果揭示了AFP2参与ABA与JA信号调控开花时间的新功能。     

茉莉酸甲酯处理对冷藏条件下梨枣抗病性的影响

以梨枣为研究对象,研究0.01,0.1,1 mmol/L三个不同浓度茉莉酸甲酯(Me JA)处理对采后梨枣抗病性的影响。结果表明,试验中0.01 mmol/L Me JA处理梨枣对诱导采后梨枣抗病性效果最好。经0.01 mmol/L Me JA处理提高了梨枣PAL,PPO,POD活性和酚类物质的含量,增强了梨枣的抗病性。     

白花虎眼万年青QtJMT基因的克隆及其植物表达载体的构建

茉莉酸及其甲基化的衍生产物茉莉酸甲酯,后者具有较高生物活性,在植物的生命活动过程中发挥重要作用。茉莉酸甲基转移酶(jasmonic acid carboxyl methyltransferase, JMT)作为甲基转移酶类家族中的重要成员,是将茉莉酸甲基化衍生为茉莉酸甲酯过程中发挥催化作用的关键酶,过表达能够使得植物内源茉莉酸甲酯的生物合成能力增强,内源茉莉酸甲酯的含量提高,进而增强植物抗逆性及提高植物次生代谢物质含量,以及调控植物生长发育。白花虎眼万年青具有抗逆性强、次生代谢物质丰富、以及器官再生方式独特等特点,可能具有较高生物活性的茉莉酸甲基转移酶及其分子机制,但是尚未见到报道。本研究根据白花虎眼万年青叶上珠芽转录组分析数据,设计引物,克隆分离出茉莉酸甲基转移酶基因完整编码区,进而对其进行了三维立体结构、蛋白质保守序列及系统发育等生物信息学分析,将其命名为QtJMT基因,并成功将其连接到泛素启动子(pUB)驱动的植物表达载体上。本研究结果为QtJMT基因的深入分析其功能及在花卉分子育种中的应用提供了一定的依据。     

HarpinXoo诱发植物过敏反应和抗病性信号传导解析

植物使用不同的信号通路控制对不同类型病原物的抗性。由水杨酸(salicylic acid，SA)、乙烯(ethylene)、茉莉酸(jasmonic acid，JA)介导的信号传导被称为植物抗病防卫基本信号通路。它们之间及与其它信号通路之间通过某些通调因子的作用进行交叉对话，形成复杂的信号传导网络，可以使植物应对不同刺激、快速调动防卫反应。这些因子如何对不同的外源信号作出反应，     

外源茉莉酸对高温胁迫下的红掌幼苗的影响

研究了外源茉莉酸对高温胁迫下红掌幼苗叶片热致死时间、膜质过氧化以及抗氧化物酶活性的影响。结果表明：1mmol/L的外源JA可以最大限度地提高38℃高温胁迫下的红掌叶片的热致死时间;外施JA可以提高高温胁迫下的红掌叶片的POD活性、SOD活性;降低MDA和O2－-含量;不同时间高温锻炼下可以提高红掌叶片内源JA 浓度。结合以前的试验结果推测： JA可能是通过提高抗氧化物酶活性,降低体内MDA和O2－-含量来缓解高温胁迫对红掌幼苗的生长发育的影响。     

番茄系统创伤信号因子研究进展

当植物受到机械损伤或害虫伤害时,植物体会在受伤部位产生创伤信号分子启动防御基因的系统表达.许多研究表明系统素(或其前体原系统素)在受伤部位激活茉莉酸的合成,使之达到系统反应的水平,应对外来伤害;茉莉酸或其衍生物是重要的系统伤信号分子,它诱导伤防御基因的系统表达.自从系统素和茉莉酸被认为是伤诱导防御基因表达的信号分子后,番茄成为研究植物系统伤信号很好的模式植物.本文介绍了番茄的茉莉酸合成突变体、茉莉酸感知突变体和系统素功能突变体,及它们之间相互作用,并推测了茉莉酸和系统素在系统创伤信号调节中的作用.     

中科院遗传发育所解析茉莉酸调控植物免疫的转录重编程机理

正茉莉酸是来源于不饱和脂肪酸的植物免疫激素,其生物合成途径和化学结构与高等动物中的免疫激素前列腺素有极高的类似性。在受到机械伤害、咀嚼式昆虫和死体营养型病原菌的侵害时,植物激活茉莉酸信号通路,启动并级联放大茉莉酸介导的转录重编程,从而产生有效的防御反应。但目前对茉莉酸激活植物免疫转录重编程的机理所知甚少。中国科学院遗传与发育生物学研究所李传友研究组长期以番茄为模式     

中科院动物所研究发现大气二氧化碳浓度改变植物对线虫的诱导抗性

<正>地上与地下生物的互作联系是当代生态学研究的热点,而大气中CO2浓度升高是未来发生的必然趋势。由于茉莉酸介导的系统防御能够贯串植物的地上与地下部分,因此研究植物的茉莉酸诱导抗性途径可以将大气CO2浓度升高和地