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1、植物生理学通讯第38卷第3期,2002年6月2793茉莉酸及其甲酯与植物诱导抗病性王妮妍蒋德安(浙江大学生物科学系,杭州310029)TheRoleofJasmonicAcidandMethylJasmonateinPlantInducedDiseaseRe2sistanceWANGNi2Yan,JIANGDe2An(DepartmentofBioscience,ZhejiangUniversity,Hangzhou310029)提要介绍了茉莉酸(JA)及其甲酯(MeJA)在植物抗病中的作用及其诱导植物抗病的机制,并概述了目前这一领域需要进一步研究解决的若干问题。关键词
2、茉莉酸诱导抗病性抗病基因防卫基因茉莉酸甲酯(methyljasmonate,MeJA)是从素JA/MeJA可在植株间传递抗性信息,诱导许馨花(Jasminumgradiflorum)香精油中分离出来多参与植物防御反应的物质合成。如植物蛋白酶的一种易挥发性的化合物,茉莉酸(jasmonicacid,抑制剂中有些属于诱导型抑制剂,能被JA/MeJA[8]JA)从一种真菌中分离得到,两者普遍存在于各种诱导。这种物质不仅可以调节蛋白酶的合成,植物中,具有广泛的生理功能。许多研究表明,而且可以保护植物细胞免受自身蛋白酶破坏而维MeJA可作为病原物、激发子及创伤诱导植物防卫持细胞正
3、常的生理生化代谢,防止植物被真菌、细基因表达的信号分子。因此,有关外源茉莉酸及其菌等病原微生物侵染。MeJA也能诱导其它抗性甲酯诱导的植物防卫反应及其信号转导的研究便物质如硫素蛋白、植物抗毒素等合成。一般认为成为当前人们注视的焦点。本文主要介绍茉莉酸JA/MeJA可在植物体内(包括细胞内)和植株间传[8～11]及其甲酯诱导植物抗病性的研究进展。递抗性信息。但是,由于JA的结合蛋白至今1JA及MeJA在植物抗病性中的作用还没有分离出来,其合成的调控和诱导植物抗病性据报道,JA(或MeJA)在受伤或经抗病原菌激基因表达的机制不十分明确,因此有人认为MeJA[1,2]只是一种
4、抗性信息传递链的中间体。发子处理后的植物及细胞培养物中大量累积。以不同水平的MeJA处理后的马铃薯抗植物病原外源MeJA能诱导植物特异基因的表达,产生[3]茉莉酸酯诱导蛋白[这类蛋白包括苯丙氨酸裂解酶侵染的能力有所提高。番茄突变体JL5(阻止132过氧羟基亚麻酸向122OXO2PDA转化)易感染(PAL)、查尔酮合成酶(CHS)等一些抗病防卫反应[4]的关键酶],启动防御系统,进而诱发植保素(PA)Manducasexta。拟南芥突变体fad322、fad722、fad8缺乏亚麻酸,体内MeJA含量极低,既不能和木质素等物质的合成,嗣后再分别通过抗菌作用积累JA/MeJ
5、A,又不能诱导JA/MeJA相关基因的促使伤害部位木质化,形成结构及化学屏障,从而表达,但对真菌性病原很敏感,外施JA/MeJA后其限制病原菌的扩展;此种诱导蛋白亦能提高脂氧合抗真菌能力得到恢复[5,6]。这些都说明JA/MeJA酶(LOX)、42香豆酸联结酶(4CL)、氢过氧化物酶在植物抗病性中起重要作用。裂解酶(HL)等的活性,诱发尔后的系统性抗病反[5]应[14]。许多与植物防卫反应相关的基因都能被茉莉酸有直接抑菌的作用。Neto等从野生稻(OryzaofficinalsW0002)叶片中分离得到一种MeJA激活,如编码抗真菌蛋白的植物防卫素[35,41,47][
6、41]抗菌物质,实验证明这种可抑制稻腐霉孢子萌发的(PDF)、硫素蛋白以及核糖体失活蛋白[6](RIP)[52]等的基因,细胞壁蛋白基因如病程相关抗菌物质是JA;宾金华和潘瑞炽探讨MeJA对[31,47]烟草幼苗抗炭疽病影响的结果表明,经MeJA处理蛋白(PRP)以及一些参与植物抗毒素合成和的烟草幼苗抗毁灭性刺盘孢子侵染的能力显著降低,但Schewizwer等[7]的工作则认为MeJA可促收稿2001206208修定20012112263国家自然科学基金资助项目(39970440)。进疫霉孢子囊的萌发。280植物生理学通讯第38卷第3期,2002年6月参与酚类物质(多聚
7、酚氧化酶)等合成的基饰。木质素是植物细胞壁的主要成分之一,它的增[36,38]因。加可加强细胞壁,增强组织木质化程度,对病原微植物对外界伤害(机械伤害、食草动物、昆虫、生物的侵害起屏障作用,而且木质素低分子量的酚病原菌侵染)作出反应而表达抗性的信息传递体有类前体,以及多聚作用时产生的游离基均可以钝化[14][15]多种,除JA/MeJA外,还有乙烯、水杨酸(SA)以及病菌的膜、酶及毒素等。吴文华和潘瑞炽、[16,17]系统素等。最初研究发现,JA和SA都能使植物宾金华等相继报道,MeJA处理的烟草幼苗和细胞壁发生变化,细胞对真菌激发子的敏
