中科院上海植物生理生態(tài)研究所發(fā)現(xiàn)植物抗蟲調(diào)控機制

據(jù)科學(xué)網(wǎng)2017年1月9日報道，中科院上海植物生理生態(tài)所陳曉亞課題組發(fā)現(xiàn)了植物抗蟲反應(yīng)的時序性變化及調(diào)控機制。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《自然·通訊》雜志。

茉莉素是最重要的植物抗蟲激素。在正常情況下，茉莉素信號處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)植物遭受昆蟲襲擊時，一類被稱為JAZ的蛋白迅速降解，釋放茉莉素信號從而激發(fā)抗蟲反應(yīng)。陳曉亞課題組分析了模式植物擬南芥在不同生長期的抗蟲能力，發(fā)現(xiàn)防御響應(yīng)由強變?nèi)酰瓜x性卻由弱變強。這種相反相成的抗性變化是如何調(diào)控的呢？通過與該所王佳偉課題組合作，發(fā)現(xiàn)微小核酸miR156在茉莉素信號輸出過程中具有重要的調(diào)控作用。miR156被稱為植物的年齡因子，其水平隨著植物的生長穩(wěn)步下降，導(dǎo)致所靶向的SPL蛋白含量逐漸升高，促進植物的成熟并最終進入生殖期開花結(jié)果。研究發(fā)現(xiàn)，SPL能夠與防御開關(guān)蛋白JAZ結(jié)合并阻礙其降解，導(dǎo)致抗蟲反應(yīng)弱化。既然植物在生長過程中抗蟲反應(yīng)呈衰減趨勢，那么又是什么使得成年期植物反而更加抗蟲呢？俗話說“姜是老的辣”，老植物可能積累更多的有生物活性防御化合物。這啟發(fā)了研究人員對擬南芥中的次生代謝物進行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)抗蟲成分(如芥子糖苷)的確隨著時間的推移而穩(wěn)定積累，不斷充實植物的組成性、持久性抗蟲能力，從而彌補了抗蟲激素信號的衰減。

這項發(fā)現(xiàn)不僅揭示了植物精妙的抗蟲機制，而且還有助于設(shè)計更加科學(xué)合理的害蟲防治策略。