茉莉素与植物生物胁迫反应

植物固定生长不能移动,时刻面临着害虫咬噬、病原微生物侵染等多种外界环境胁迫。为了应对这些胁迫,植物进化出了复杂且被精细调控的防御系统,包括利用植物激素调控抗性基因的表达以及抗性相关次生代谢产物的积累等。有趣的是,许多昆虫和病原微生物被发现能够采用各种策略来逃避、克服甚至操控植物防御系统,以促进其对宿主植物的利用。茉莉素是一种重要的脂质植物激素,调控生长发育的诸多方面,同时也在植物应对多种生物胁迫和非生物胁迫的防御反应中发挥重要作用。近年来,茉莉素的生物合成、信号转导和生理功能等均得到了广泛研究,并取得了一系列重要进展。概述了茉莉素的生物合成调控与信号转导途径,同时也探讨了茉莉素对植物生物胁迫反应的调控机制,并介绍了昆虫和病原微生物对植物茉莉素途径的操控策略,以期为深入理解茉莉素介导的植物与病原生物之间的相互作用提供参考。     

拟南芥转录因子bHLH17负调控茉莉素介导的抗性反应

植物激素茉莉素作为抗性信号调控植物对腐生性病原菌和昆虫的抗性, 作为发育信号调控植物根的生长、雄蕊发育、表皮毛形成和叶片衰老。茉莉素受体COI1识别茉莉素分子, 进而与JAZ蛋白互作并诱导其降解, 继而调控多种茉莉素反应。拟南芥(Arabidopsis thaliana) IIId亚组bHLH转录因子(bHLH3、bHLH13、bHLH14和bHLH17)是JAZ的一类靶蛋白。与野生型相比, IIId亚组bHLH转录因子的单突变体对灰霉菌和甜菜夜蛾的抗性无明显差异, 而四突变体对灰霉菌和甜菜夜蛾的抗性增强。该文通过高表达bHLH17并研究其对灰霉菌和甜菜夜蛾的抗性反应, 结果显示, 被灰霉菌侵染的bHLH17高表达植株较野生型表现出更严重的病症。取食bHLH17高表达植株叶片的甜菜夜蛾幼虫体重大于取食野生型叶片的幼虫体重。bHLH17高表达抑制了茉莉素诱导的抗性相关基因(Thi2.1)和伤害响应基因(VSP2、AOS、JAZ1、JAZ9和JAZ10)的表达。原生质体转化实验显示bHLH17通过其N端行使转录抑制功能。研究结果表明, IIId亚组bHLH转录抑制因子bHLH17高表达会负调控茉莉素介导的对灰霉菌和甜菜夜蛾的抗性。