日本結(jié)縷草修剪后防御響應(yīng)的分子機(jī)制

何旭升， 徐志高， 劉敏杰

(國家林業(yè)和草原局中南調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院，長(zhǎng)沙 410014)

機(jī)械損傷脅迫諸如修剪、踐踏等在自然界中普遍存在，也是植物在其生命周期中不可避免的一種非生物脅迫。為了應(yīng)對(duì)這樣的脅迫環(huán)境，植物已經(jīng)進(jìn)化出了一套完整的應(yīng)激響應(yīng)機(jī)制，來抵御受創(chuàng)傷后的一系列不利因素。目前植物應(yīng)對(duì)機(jī)械損傷脅迫防御響應(yīng)機(jī)制的研究主要在擬南芥(Arabidopsisthaliala(L.) Heynh)等模式植物中進(jìn)行[1]。研究發(fā)現(xiàn)，植物創(chuàng)傷傷口的周圍會(huì)產(chǎn)生大量的活性氧(Reactive Oxygen，ROS)類物質(zhì)[2]，這些ROS類物質(zhì)能夠與植物激素相互作用，從而影響下游的防御信號(hào)因子來調(diào)控相應(yīng)的防御響應(yīng)[3]。現(xiàn)有研究表明，ROS能夠通過促進(jìn)重要的防御類植物激素脫落酸(ABA)的生物合成，以及抑制ABA的降解，使得植物內(nèi)源ABA水平升高。而ABA又能促進(jìn)植物保衛(wèi)細(xì)胞產(chǎn)生ROS類物質(zhì)，因此植物在受到機(jī)械損傷脅迫后會(huì)產(chǎn)生ROS類物質(zhì)和植物激素ABA之間的正反饋調(diào)節(jié)，從而介導(dǎo)植物氣孔的關(guān)閉，增強(qiáng)植物的防御[4-5]。此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)ABA能夠通過促進(jìn)另一種重要防御類植物激素茉莉酸(JA)的生物合成來激活植物防御響應(yīng)[6]。

植物激素JA是公認(rèn)的植物應(yīng)對(duì)機(jī)械損傷脅迫重要的信號(hào)物質(zhì)， 植物創(chuàng)傷會(huì)導(dǎo)致植物內(nèi)源JA水平的升高，從而促進(jìn)防御反應(yīng)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程，以此激活植物的防御響應(yīng)[7]。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)番茄葉片受到機(jī)械損傷時(shí)，其內(nèi)源JA水平升高，同時(shí)JA介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)基因和下游的防御基因也在數(shù)小時(shí)內(nèi)被激活[8-9]。另外，JA以及其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑也是植物抵御昆蟲或食草類動(dòng)物所必須的，而具有JA合成缺陷或?qū)A信號(hào)有感知缺陷的擬南芥突變體，更易遭受昆蟲的襲擊[10-11]。……