植物因其固着生长的特性,始终面临病虫害等生物胁迫以及干旱、盐碱、低温和重金属污染等非生物胁迫的多重挑战。同时,植物仍需在这些逆境条件下完成开花、结实等关键生长发育进程。茉莉酸(Jasmonates,JAs)作为一种重要的植物激素,在协调植物对环境胁迫的响应与自身生长发育平衡方面发挥着核心调控作用。深入解析茉莉酸信号通路在上述过程中的调控机制,不仅有助于阐明植物环境适应性的分子基础,也为培育高产、抗逆、优质的作物新品种提供重要的理论依据与实践指导。
近日,Journal of Genetics and Genomics在线发表了山东农业大学李传友教授团队与宁波大学吴芳明研究员合作题为“
Jasmonate signaling: integrating stress responses with developmental regulation in plants”的综述论文。该综述系统总结了茉莉酸信号通路核心组分及其信号转导机制,全面梳理了其在植物应对生物胁迫与非生物胁迫、调控生长发育进程中的多重功能,深入探讨了基于茉莉酸信号通路的作物遗传改良策略及其潜在应用前景
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该综述首先详细阐述了茉莉酸信号转导的核心机制,包括信号的感知与起始、信号的去抑制、信号的激活与放大、以及信号的适时终止等关键步骤,特别强调了茉莉酸信号通路中MYC2–MED25功能复合体对转录调控各个环节的关键调控作用。随后,系统总结了茉莉酸在植物应对生物胁迫和非生物胁迫中的功能与作用机制。此外,全面回顾了茉莉酸在调控根系生长、组织再生、开花时序、种子发育、叶片衰老等关键发育事件中的作用。最后,展望了茉莉酸信号研究的未来发展方向,即通过整合传统遗传学手段与人工智能、合成生物学、基因编辑等前沿技术,推动基于茉莉酸信号通路的作物遗传改良策略的创新,为实现“抗逆不减产”的作物改良目标提供新思路,助力绿色农业可持续发展。
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茉莉酸调控植物生长发育过程及胁迫响应的信号网络
作者简介
中国科学院遗传与发育生物学研究所博士后李艳冰与宁波大学吴芳明研究员为该综述共同第一作者,山东农业大学李传友教授和宁波大学吴芳明研究员为共同通讯作者。相关工作得到国家自然科学基金等资助。
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