和人类一样,面对不良环境,植物也会启动自身的免疫反应,这主要依赖于一种叫做茉莉酸(JA)的植物激素。但伴随生物进化,有的植物对这种激素不再敏感,单纯地依赖茉莉酸无法激发自身的免疫反应。
南京农业大学最新研究发现,原来是植物茉莉酸信号途径中的关键JAZ蛋白发生变异,导致蛋白的功能发生变化所致。这扇影响植物防疫机制重要“闸门”的揭示,对于改变传统植物病虫害防控思维,以及新技术的研发提供了重要依据。该研究结果于近日刊登在国际权威期刊《美国科学院院报》(PNAS)上。
“分子之间的结合非常精细,我们的工作就是从原子水平上探究植物体内分子互作的精密世界。”该论文第一作者、南京农业大学植物保护学院教授张峰告诉《中国科学报》记者,关于茉莉酸(JA)这一重要植物激素的信号传导途径,科学家们研究了将近半个世纪。他们想弄明白的是,为何随着生物的进化,植物对茉莉酸不再敏感、植物的防疫反应不能被激活了?研究报道了植物体内关键的茉莉酸脱敏蛋白复合物能够在茉莉酸信号激活后调节植物重新建立激素的平衡,防止茉莉酸信号失去控制。
植物的防疫反应不能被激活,是不是意味着植物对不良环境毫无抵抗力了?那么,科学家们不是应该竭力避免这种情况的发生?
论文通讯作者、南京农业大学植物保护学院教授周明国认为,“这是传统的病害防控思维,认为应该最大限度地激发植物启动防御反应。但实际上,植物在启动防御的过程中会伴随着自身大量的能量损耗,结果便是,病害遏制了,植物也长‘颓’了。”
周明国说,此项研究的重要意义在于如何“部分”地发挥防御反应的抑制功能,在植物的“防御”与“生长”之间达到很好的平衡。
据了解,南京农业大学该研究团队之前通过广泛合作已经揭示了植物防御反应的抑制与激活机制,该成果2015年发表在《自然》杂志上。
“如果说,之前的研究相当于找到了控制植物防御反应的‘开关’,那么,植物茉莉酸脱敏蛋白复合物功能的揭示,让我们握住了植物防御与生长调节的一道‘闸门’。通过控制‘闸门’的开放范围,我们能够在植物病害防控中,一部分依靠植物内在的免疫反应,另一部分则借助外在的化学杀菌剂,利用二者的协同作用,达到病害防治与作物生长的‘一箭双雕’,这将极大地提高化学农药的使用效果。”周明国说。
近日,华中农业大学植物营养生物学团队研究揭示了油菜素甾醇(BRs)和茉莉酸(JA)参与植物响应缺硼胁迫的分子调控机制。油菜素甾醇(brassinosteroids,BRs)是一类多羟基的甾醇类植物激素......
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......
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......
小麦是自花授粉作物,播种量大,繁殖系数相对较低,因此,建立完善的高产高效、高质量的杂交种子生产技术体系,是杂交小麦大面积应用的关键环节。其中,小麦花药是否开裂、开裂程度及开裂时间是影响杂交小麦制种产量......
Hippo信号通路在调控动物细胞分裂、器官大小和肿瘤发生方面起重要作用,是当前动物和医学领域的研究热点,但是植物中相关研究还比较少。MOB1是该通路的核心成员,在酵母、动物和植物中高度保守。程佑发研究......
作为一种重要的植物激素,茉莉酸(Jasmonate,JA)信号调控了植物生长和防御过程之间的资源分配,在植物应对病虫侵害或其他逆境胁迫过程中发挥了关键作用。茉莉酸信号的过度激活会大量消耗植物自身能量而......
寄生是一种普遍存在的生态学现象。寄生植物占到被子植物的1%,大概有4000到5000种。常见的寄生植物包括列当、槲寄生、独脚金以及菟丝子等。菟丝子是一种茎寄生植物,所有营养和水分都通过吸器从寄主获取。......
增强子是真核细胞调控基因转录的重要元件。在模式动物中,增强子与相应的基因启动子通过形成染色质环在物理上相互靠近,从而精确调控基因的时空特异性表达。然而目前在植物中,如何界定特定基因的启动子和增强子元件......
植物固着生长并通过协调生长发育过程和抗性反应从而应对环境变化带来的胁迫与损伤。植物受到由生物或非生物胁迫引起的物理伤害以后,可以通过激活生长过程完成组织和器官再生。然而,人们尚不清楚植物遭受机械损伤以......
植物固着生长并通过协调生长发育过程和抗性反应从而应对环境变化带来的胁迫与损伤。植物受到由生物或非生物胁迫引起的物理伤害以后,可以通过激活生长过程完成组织和器官再生。然而,人们尚不清楚植物遭受机械损伤以......