茉莉素调控植物生长发育的研究成果综述.docx

茉莉素调控植物生长发育的研究成果综述茉莉素调控植物生长发育的研究成果综述茉莉素对植物幼苗的生长起明显的抑制作用，具体体现为茉莉素抑制植物幼苗叶片的生长以及主根的伸长，下面是小编搜集整理的一篇相关论文范文，供大家阅读参考。茉莉素这一类植物激素主要包括茉莉酸、茉莉酸甲酯、茉莉酸异亮氨酸、12-氧-植物二烯酸等环戊酮的衍生物。早在1962年，茉莉酸甲酯作为一种香料从素馨花中分离出来。至今，经过70多年的研究，人们逐渐认识了茉莉素的生物学功能、合成途径及其信号传导途径。茉莉素具有多种生物学功能，主要包括：调控植物生长发育(如生殖器官的发育、幼苗的生长等)(Browse2009;Staswick等1992);参与花色素苷的合成等植物次生代谢(Shan等2009);介导植物对昆虫和病原菌等生物胁迫和干旱、低温、紫外线等非生物胁迫的抗性反应(McConn等1997;Minato等2014;Seo等2011;Ding等2002;Fedina等2009)等等。本文将重点概述茉莉素在调控植物生长发育方面的研究进展。1茉莉素的生物合成途径植物体内的茉莉素是由游离的亚麻酸经过脂肪氧合酶途径合成的(Vick和Zimmerman1983)。合成茉莉素的第一步是α-亚麻酸的释放。植物体内的脂肪酸去饱和酶(fattyaciddesaturase,FAD)催化叶绿体膜上的磷脂和甘油酯中的二烯不饱和脂肪酸(18:2)，生成三烯不饱和脂肪酸(18:3)，该产物又可被磷酸酯酶水解，最终释放出游离的α-亚麻酸(18:3)(Hyun等2008);第二步是在质体中游离的α-亚麻酸被13-脂氧化酶氧化成13-氢过氧化亚麻酸，然后在丙二烯氧化合酶以及丙二烯氧化环化酶的作用下形成12-氧代植物二烯酸[(9S13S)-12-oxo-phytodienoicacid,OPDA](Stenzel等2003);第三步是在过氧化物酶体中经过还原、连接辅酶A以及三步β-氧化形成茉莉酸;第四步是在细胞质中，茉莉酸被茉莉酸氨基酸合成酶催化生成茉莉酸氨基酸等衍生物，其中右旋-7-茉莉酸-L-异亮氨酸[(+)-7-iso-jasmonoyl-L-isoleucine,(+)-7-JA-Ile]被认为是植物体内茉莉酸的活性形式(Yana等2009;Sheard2010)，茉莉酸异亮氨酸又可以被茉莉酸异亮氨酸-12-羟基化酶催化生成活性较低的12-羟基-茉莉酸异亮氨酸(Kitaoka等2011;Heitz等2012);另外，茉莉酸还可以作为茉莉酸甲酯转移酶的底物被催化生成茉莉酸甲酯。2茉莉素参与调控花器官的形成以及花的开放茉莉素对植物生殖生长的影响主要有两个方面，一是影响植物花器官的形成;二是影响花的开放。茉莉素对花器官的正常发育是必不可少的。茉莉素的生物合成以及其信号传导过程直接影响着植物花器官的发育状况。通过对突变体的研究证明，植物体内茉莉素合成缺乏或者茉莉素信号传导通路中断会导致植物花器官发育畸形或者不育。研究表明，茉莉素主要参与调控植物雄性花器官雄蕊的发育。拟南芥中茉莉素合成缺失突变体dad1、aos、lox3lox4、opr3等和茉莉素受体缺失突变体coi1都表现出花丝不能正常伸长、花药不能正常开裂和花粉无活性等一系列雄性不育的表型(Xie等1998;Stintzi和Browse2000;Ishiguro等2001;Park等2002;Caldelari等2011)。通过一系列突变体材料的分离，茉莉素参与调控雄蕊发育的信号途径已日渐明晰。茉莉素受体COI1基因编码一个含F-box和亮氨酸重复序列结构域的蛋白质(Xie等1998)，在体内可形成SCFCOI1复合体，COI1受体接受JA信号后，SCFCOI1复合体通过降解JA信号的抑制子JAZ1来激活下游JA响应基因的表达(Thine等2007)。超表达C端缺失Jas结构域的JAZ1蛋白可表现出与coi1突变体类似的雄蕊表型(Chung和Howe2009)。JAZ1的互作蛋白MYB21单独缺失或与另一互作蛋白MYB24同时缺失时，也能造成雄蕊发育的异常表型(Song等2011)。在一定范围内适度表达MYB21蛋白可恢复coi1的突变表型(Song等2011)。这些结果表明JAZ1通过与MYB21和MYB24的相互作用调控雄蕊发育。当植物体中缺少茉莉素或茉莉素含量较低时，JAZ1通过JAZ结构域与MYB21和MYB24的R2R3结构域相互作用，从而抑制了MYB21和MYB24的转录功能，进而抑制了雄蕊发育;当植物发育到一定阶段，茉莉素合成增加，COI1感受茉莉素信号，SCFCOI1复合体通过识别泛素化的JAZ1蛋白并降解该蛋白，MYB21和MYB24转录因子因而得到释放，转录激活下游雄蕊发育相关基因的