昆明植物所等植物系统性抗虫信号研究取得进展

2014-12-10 | 作者: 昆明植物研究所 | 标签: 植物系统性抗虫信号

植物受到昆虫取食后,能在受损伤组织产生一系列的生理变化,从而提高植物的抗虫能力。在上世纪70年代,科学家就发现,除了被取食的叶片或组织,未被损伤的其它叶片或组织也能够产生抗虫响应,被称为系统性响应(systemic response),说明有一种或多种信号从被昆虫取食的叶片或者组织移动到植物的其它部位,诱导抗虫响应。然而,这个可移动信号是什么,是由哪些基因调控的仍然不清楚。

中国科学院昆明植物研究所吴建强研究员团队与德国马普化学生态学研究所美国科学院院士 Ian T. Baldwin 教授实验室合作,以野生烟草 Nicotiana attenuata 为研究对象,详细分析了机械损伤、模拟昆虫取食对植物系统性抗性的诱导性。研究发现野生烟草受到模拟昆虫取食后,被取食叶片能够快速激活SIPK(一个重要的有丝分裂原激活蛋白激酶),并合成植物激素茉莉酸(jasmonic acid;JA),从而积累抗虫化合物胰蛋白酶抑制剂(trypsin proteinase inhibitors)。然而,只有植物感受到昆虫口腔分泌物(oral secretion)中的FAC类物质(fatty acid-amino acid conjugates)的时候才能调动某些系统性叶片中的SIPK和JA,而机械损伤则不能诱导这些响应,说明某些系统性响应依赖于植物对昆虫的特异识别。此外,研究发现,这个信号在10分钟之内就可以从被取食叶片转运出来,具有快速和专一的特点。

该研究对揭示植物抗虫信号系统有较重要的贡献,近日以“Fatty acid-amino acid conjugates are essential for systemic activation of salicylic acid-induced protein kinase and accumulation of jasmonic acid in Nicotiana attenuata”为题发表在 BMC Plant Biology 上。该研究得到了中科院先导专项B(No. XDB11050200)、云南省高端人才计划(No. 2012HA016)和马普伙伴小组国际合作计划的支持。

文章链接http://www.biomedcentral.com/1471-2229/14/326/abstract

昆虫口腔分泌物(oral secretions,OS)能够特异地诱导系统性叶片的SIPK活性升高和茉莉酸(jasmonic acid; JA)的积累
可移动信号在10分钟内就可以从被昆虫取食的叶片移出到系统性叶片并诱导植物激素茉莉酸浓度的升高

来源:昆明植物研究所

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