蔬菜生理学研究团队系列研究揭示茉莉酸在番茄发育中的新功能

编辑:admin 时间:2015年09月30日 访问次数:2123

 植物激素茉莉酸在植物防卫反应中的功能及其作用机制已被广泛研究,但其在植物发育中的功能则研究较少,近年来,汪俏梅教授实验室与中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员、浙江大学蔬菜所兼职教授李传友实验室合作,解析茉莉酸在番茄发育中的新功能,为番茄的品质改良和抗性增强提供理论依据。他们的合作研究,阐明了茉莉酸以独立于乙烯的途径促进番茄红素合成和果实发育的机制(Journal of Experimental Botany,2012, 63: 5751-5761),有助于更好理解乙烯之外的其他植物激素在番茄果实发育和品质形成中的功能;研究团队因而应邀在Cell子刊《Molecular Plant》(2015, 8: 28-39)发表相关的综述论文,提出了以信号互作和转录因子为中心的番茄类胡萝卜素代谢的调控网络,以及通过栽培手段、环境因子控制、化学调控和遗传工程等方式调控番茄果实发育和品质的有效途径。
近期,这两个团队的合作研究又取得重要成果,揭示了茉莉酸调控植物开花时间的机制,发现茉莉酸通过负向调控成花素基因FT的表达延迟植物开花。在这一调控过程中,AP2类转录因子TOE1和TOE2与部分JAZ蛋白相互作用形成一个“转录因子-转录抑制子”复合体,该复合体直接结合FT的染色质而调控其表达。正常生长条件下,JAZ蛋白拮抗TOE对FT转录的抑制作用,使FT的表达维持在一定水平,植物正常开花。当植物受到昆虫或病原菌侵害时,体内活性茉莉酸含量升高,诱导 JAZ泛素化并通过蛋白酶体降解,而这一过程依赖于茉莉酸受体COI1。JAZ蛋白的降解导致TOE的去抑制化,使得FT的表达降低,导致开花延迟。值得指出的是,他们发现的“TOE-JAZ”互作组合特异性地调控开花时间,而不影响茉莉酸诱导的抗性反应。这表明植物在遇到昆虫或病原菌侵害时,可以通过茉莉酸途径主动延迟开花时间,以保证顺利开花结实和繁衍后代。该研究结果已于2015年9月27日在线发表于The Plant Cell (DOI: 10.1105/tpc.15.00619)浙江大学蔬菜研究所的博士生张新是该论文的共同第一作者。
(蔬菜研究所)