茉莉酸和乙烯信號途徑參與了油菜菌核病防衛反應

王 政， 姚銀安

(1.江蘇大學生命科學研究院， 鎮江 212013； 2.中科院新疆生態與地理研究所， 烏魯木齊 830011)

甘藍型油菜(Brassicanapus)是中國最重要的油料作物，其所產菜籽油占中國食用植物油供應的50%。油菜菌核病(Sclertiniasclerotiorum(Lib.)de Bary)是限制中國油菜生產的主要因子之一。S.sclerotiorum是一種死體營養型病原菌[1]，它導致中國油菜產量損失高達30%，嚴重時達到50%～80%。然而，人們對油菜菌核病的抗病分子機制尚不清楚。

植物對病原菌的抗性表現在多個方面和多個層次。當病原菌突破植物預制型防衛機制后，可誘導防衛機制發揮重要的抗病作用。這些誘導型防衛反應在植物體內由多種信號分子介導，其中，素茉莉酸(Jasmonic acid, JA)和乙烯(Ethylene, ET)是植物重要的防衛反應信號分子[2]。

JA和ET廣泛存在于植物體中。如圖1所示，茉莉酸在植物體中是經過十八碳途徑(octadecanoid pathway)合成而來，其關鍵合成酶為脂氧合酶(lipoxygenase, LOX)和丙二烯氧合酶(allene oxide synthase, AOS)[3]；ET合成的關鍵限速步驟是從S-腺苷甲硫氨酸到(S-adenosyl methionine) 到1-氨基環丙烷-1-羧酸 (1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid, ACC) 的轉化，這一過程由ACC氧化酶(ACS)催化而成，因此，ACS是乙烯合成的關鍵酶[4]。JA 和ET可以協同介導許多防御相關基因如PDF1.2 (plant defensin 1.2)和HEL(hevein-like protein gene, also called pathogenesis-related gene 4)的表達，在擬南芥-病原菌的相互作用中已被廣泛的研究[5-8]。

圖1 JA 和ET在植物體的合成途徑(參考文獻[9-10])

在油菜中，研究已經顯示過表達JA和ET的正調控因子BnMPK的轉基因植株顯著提高菌核病抗性[11]；基于擬南芥基因組芯片的研究結果也顯示，油菜受到菌核病侵染時，JA信號途徑中的基因表達發生顯著改變[12]。這些結果暗示，JA和ET介導的信號反應在油菜抗菌核病中可能扮演著重要的作用，然而，這些研究缺乏JA和ET信號反應相關于S.sclerotiorum侵染的在油菜中的直接數據。……