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药用植物次生代谢团队在茉莉酸信号调控丹参次生代谢机制方面取得重要进展

作者:麻鹏达    来源:     发布日期:2018-01-04     浏览次数:

     

  近日,生命学院药用植物次生代谢团队在《Journal of Experimental Botany》期刊(影响因子:5.83;中科院2区)发表了题为“SmJAZ8 acts as a core repressor regulating JA-induced biosynthesis of salvianolic acids and tanshinones in Salvia miltiorrhiza hairy roots”的研究论文。该文揭示了茉莉酸信号途径抑制因子JAZ(JASMONATE ZIM DOMAIN)家族中SmJAZ8负反馈调节JA诱导的丹参酮类和酚酸类物质的生物合成。

  茉莉酸类化合物(JAs)是广泛存在于植物体内的重要激素,参与调节植物的生长发育、防御过程和代谢调控等。在本文中,研究人员证实了茉莉酸甲酯(MeJA)通过诱导丹参毛状根中酮类和酚酸类物质生物合成基因的表达,促进丹参酮类和酚酸类物质的合成积累。作者基于基因组信息,从丹参中克隆了9个JAZ基因,在MeJA处理的丹参毛状根中表达水平均升高。进一步分析发现SmJAZ8的表达水平最高,SmJAZ8蛋白的C端缺失一段保守的序列,缺失该序列的JAZ蛋白无法通过受体COI1依赖型的途径被降解。酵母双杂交实验结果表明,SmJAZ8蛋白可以与调控丹参酮类和酚酸类物质合成的转录因子SmMYC2a互作。过表达或RNA干扰SmJAZ8分别下调或上调了MeJA诱导的毛状根中丹参酮类和酚酸类物质的积累。MeJA诱导的转基因毛状根中转录因子SmMYC2a的表达量与成分积累量变化一致,相关物质合成途径的关键酶基因表达量也相应变化。遗传转化SmJAZ8改变了丹参中其它JAZ基因的表达,表明JAZ在次生代谢调节中存在交互作用。转录组分析揭示,SmJAZ8可调控初生与次生代谢途径相关基因表达。这些结果表明,SmJAZ8作为负反馈回路调节因子,在丹参酮类和酚酸类物质的生物合成中起重要调控作用。

  该论文是生命学院药用植物次生代谢团队继水杨酸诱导的H2O2和胞质酸化调控丹参次生代谢之后的又一重要研究成果。该团队多年来着力于药用植物次生代谢途径关键酶基因、药用植物次生代谢的信号转导和环境因素对药用植物次生代谢的调控等相关研究。该论文也是生命学院成立青年教师开放实验室以来的首批重要研究成果之一。青年教师开放实验室的成立拟在激发青年教师的创新能力,进一步提升学院学科核心竞争力。

  药用植物次生代谢团队董娟娥教授和梁宗锁教授为该论文的共同通讯作者,生命科学学院博士生裴天林和青年教师开放实验室负责人麻鹏达副教授是论文的共同第一作者。该研究得到国家自然科学基金(81373908,31670301和31670295)资助。

  

  论文链接:https://academic.oup.com/jxb/advance-article/doi/10.1093/jxb/erx484/4770216?searchresult=1

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