萜類物質作為植物代謝產物中種類最多的一類化合物,在植物與病蟲害互作中扮演重要角色,參與對病蟲害的直接與間接防御反應。萜類合成酶(TerpeneSynthase,TPS)的轉錄調控對萜類化合物合成調控具有關鍵作用。因此,對調控TPS基因的轉錄因子鑒定與調控機制研究是植物代謝領域的熱點問題之一。
3月16日,中國農業大學研究團隊在《JournalofIntegrativePlantBiology》雜志發表了題為“TheJasmonate-InducedbHLHGeneSlJIGFunctionsinTerpeneBiosynthesisandResistancetoInsectsandFungus”的研究論文,鑒定轉錄因子SlJIG通過調控TPS基因的表達或參與經典的茉莉酸防御途徑,提高番茄對棉鈴蟲與灰霉病的抗性。
研究發現,編碼轉錄因子SlJIG的基因在外源茉莉酸甲酯或灰葡萄孢菌強烈誘導時表達上調。遺傳學與分子生物學實驗證明SlJIG基因作為茉莉酸信號通路髓細胞組織增生蛋白(MYC)類轉錄因子MYC2的直接下游,參與茉莉酸響應。敲除SlJIG基因后,突變體番茄植株表現出多個TPS基因表達量降低,多種萜類物質含量減少,以及經典的茉莉酸防御途徑受阻,增強了葉片對棉鈴蟲幼蟲的吸引力和取食量以及灰葡萄孢菌的生長。
茉莉酸可以誘導部分番茄葉片TPS基因的表達,然而目前已報道的調控番茄萜類合成的轉錄因子均不受到茉莉酸的誘導上調表達,在本研究中鑒定到一個茉莉酸響應的轉錄因子參與番茄葉片萜類合成調控,是番茄萜類化合物合成調控機制的重要進展。