清华大学Molecular Cell解析防御信号机制

【字体: 时间:2013年05月28日 来源:生物通

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  来自清华大学生命科学学院的研究人员在新研究中,发现了茉莉素(Jasmonate,JAs)介导植物防御的一个重要调控因子JAV1,相关论文“JAV1 Controls Jasmonate-Regulated Plant Defense”发表在5月23日的《分子细胞》(Molecular Cell)杂志上。

  

生物通报道  来自清华大学生命科学学院的研究人员在新研究中,发现了茉莉素(Jasmonate,JAs)介导植物防御的一个重要调控因子JAV1,相关论文“JAV1 Controls Jasmonate-Regulated Plant Defense”发表在5月23日的《分子细胞》(Molecular Cell)杂志上。

领导这一研究的是清华大学的谢道昕(Daoxin Xie)教授,其主要研究方向是采用植物分子遗传、生物化学、功能基因组和蛋白组学等方法 , 研究蛋白降解途径和植物激素茉莉素调控植物生长发育及抗性的机理。

植物在长期受到生物和非生物胁迫的过程中形成了多种组成型和诱导性的防御机制来适应环境和求得生存。组成型防御是指植物通过细胞壁、木栓质、胼胝质、角质层等空间阻隔以抵抗各种胁迫的攻击;诱导型防御是通过植物各种信号途径来激活防御相关基因的表达。植物信号转导机制是当前植物分子生物学的研究前沿,迄今已经鉴别出了许多受病虫害、病毒、伤害等胁迫诱导的防御相关基因和许多关键的信号分子组分。

茉莉素是茉莉酸(Jasmonic acid,JA)及其衍生物的统称,是一类具有共同的环戊烷酮结构的新型天然植物激素。植物体内的茉莉素具有广泛的生理作用,近年来的研究表明植物利用茉莉素作为重要的防御信号来抵御昆虫攻击以及病原体感染。此外,茉莉素还是一种重要的生长调控因子,参与介导了多种发育过程。尽管开展了大量的研究,当前对于不依赖于发育反应,且能控制茉莉素介导的植物防御的关键信号组件仍知之甚少。

在这篇文章中,研究人员确定JAV1是茉莉素信号通路中的一个关键基因,它作为一种负调控因子参与控制了植物防御,且研究人员未检测到JAV1在植物发育中发挥作用。研究结果表明,当植物对抗昆虫攻击和病原体感染时,会累积茉莉素,通过26S蛋白酶体触发JAV1降解,从而激活防御基因表达,提高对昆虫和病原体的抗性。

这些研究结果为我们揭示了植物整合茉莉素信号,保护自身免于昆虫攻击和病原体感染的一条重要的分子机制,有助于更深入地探索茉莉素信号转导及其作用机制,对于推动开辟出新的抗病原体及虫害治理策略具有重要意义。

(生物通:何嫱)

生物通推荐原文摘要:

JAV1 Controls Jasmonate-Regulated Plant Defense

Plants evolve effective mechanisms to protect themselves from environmental stresses and employ jasmonates as vital defense signals to defend against insect attack and pathogen infection. Jasmonates are also recognized as an essential growth regulator by which diverse developmental processes are mediated. Despite substantial research, there are no key signaling components reported yet to control jasmonate-regulated plant defense independent of developmental responses. We identify JAV1, a key gene in the jasmonate pathway, which functions as a negative regulator to control plant defense but does not play a detectable role in plant development. Our results suggest that when encountering insect attack and pathogen infection, plants accumulate jasmonates that trigger JAV1 degradation via the 26S proteasome to activate defensive gene expression and elevate resistances against both insects and pathogens. These findings have provided insight into the molecular mechanism by which plants integrate jasmonate signals to protect themselves from insect attack and pathogen infection.

作者简介:

谢道昕

教授,博士生导师,教育部****特聘教授,国家杰出青年基金获得者

2006-现在:清华大学(《****》责任教授)
2002-2006:新加坡分子细胞生物所(实验室主任,资深科学家)
1999-2002:新加坡国立大学农业分子生物所(实验室主任,助理教授)
1994-1999:英国EastAnglia大学(Senior Research Associate)
1990-1994:英国John Innes研究中心和英国Leicester大学(Research Associate)
1984-1990:中国农科院研究生院(Ph.D.,MSc.)
1983-1984:湖南棉花科学研究所(Research Assistant)
1979-1983:湖南农学院(BSc.)

主要科研领域与方向
生物体蛋白质的 “ 转录 / 翻译 ” 与 “ 降解 ” 是同样重要的命题。人们在 “ 转录和翻译 ” 的研究中取得了众所周知的突破。可以预见, 对蛋白质是如何被特一性降解的研究, 必将对生命科学的发展产生重要影响。
该实验室主要采用植物分子遗传、生物化学、功能基因组和蛋白组学等方法 , 研究蛋白降解途径和植物激素茉莉素调控植物生长发育及抗性的机理。

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