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调控植物生长与防御平衡,茉莉酸解锁新方式

2019-03-01 13:23:42 来源: 科技日报 作者: 江耘 洪恒飞
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中国科技网·科技日报杭州2月28日电 (记者 江耘 实习生 洪恒飞 通?#23545;?柯溢能)记者从浙江大学获悉,该校农业与技术学?#21644;?#20431;?#26041;?#25480;与中科院遗传发育所李传友教授联合多个研究团队,首次在番茄中鉴定到一类受茉莉酸诱导的bHLH蛋白,从而揭示了茉莉酸调控植物生长和抗性途径的新机制。相关成果近期发表于知名期刊《植物细胞》。

“植物在应对病虫害时,会产生一类防卫激素——茉莉酸。它一般通过碱?#26376;?#26059;-环-螺旋(bHLH)转录因子MYC2启动,并级联放大茉莉酸信号转导途径从而防御病虫侵害。”汪俏梅解释道,MYC2是茉莉酸诱导的信号通?#20998;?#30340;重要开关,通过MYC2可以激发番茄信号通道下游,并产生植物抗性。

作物生长的养分有限,当资源过于集中到虫害防御时,用于个体发展的养分就会减少,进而抑制植物的生长?#22836;?#32946;,作物生长还会受到抗性与生长“此消彼长”的影响。此次在番茄中新发现的BHLH蛋白,其MTB因子可以抑制MYC2对防御通路的启动,这相当于作物防御开关的“刹车机制”。如果放大“刹车机制”的作用,番茄是否还会健康成长?

此项研究中,研究人员利用CRISPR/Cas9基因编辑系?#24120;?#23545;MTB基因进行编辑并获得多个功能缺失突变体进行生测,让咀嚼式口气昆虫取食番茄叶片。经过观察,他们发现害虫生长变慢,而植株生长过程却保持正常。

“MTB蛋白被抑制后,转录因子MYC2激活的茉莉酸防御途径增强,能产生使昆虫?#38498;?#28040;化不良的酶类,扰乱昆虫生长。”汪俏梅表示,这项研究深化了人们对植物茉莉酸介导的防御?#20174;?#35843;控机?#39057;?#29702;解,还构建了抗虫能力提高而生长发育不受影响的番茄株系,在分子育种和抗虫新?#20998;?#36873;育上具有应用前景。

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