水杨酸甲酯和茉莉酸甲酯与系统性细胞凋亡关系的研究

最新研究证实水杨酸甲酯是系统获得性抗性的移动信号，但也有人认为茉莉酸甲酯才是关键信号分子。抑制植物细胞自噬会使细胞凋亡扩散到整个植物体，推测可能与抑制了移动信号有关。我们拟证实水杨酸甲酯或茉莉酸甲酯是系统性细胞凋亡的移动信号，对其信号产生过程进行研究，并确定细胞自噬在其中的作用以及与活性氧的关系。研究结果对于认识植物通过激素信号转导而抵抗生物类胁迫的机理有重要意义。

最新研究证实水杨酸甲酯是系统获得性抗性的移动信号，但也有人认为茉莉酸甲酯才是关键信号分子。抑制植物细胞自噬会使细胞凋亡扩散到整个植物体，推测可能与抑制了移动信号有关。以下是我们的研究结果：(1)外施茉莉酸然后再外施水杨酸可以最大程度激活植物对TMV的系统性抗性。然后我们利用病毒诱导的基因沉默技术研究了水杨酸和茉莉酸合成与信号途径的关键酶基因在系统应答响应TMV的功能。沉默水杨酸和茉莉酸合成与信号途径的关键酶基因会增加植物对TMV的敏感性。当水杨酸甲酯转移酶和茉莉酸羧基甲酯转移酶被沉默后也会削弱植物的抗性。利用HPLC检测发现植物感染TMV后茉莉酸和茉莉酸甲酯在早期积累，而水杨酸和水杨酸甲酯在后期积累。我们的结果表明水杨酸和茉莉酸这种先后顺序的作用对植物系统性抗性是必须的。(2) 先前有人报道TMV侵染会上调N基因的表达，并且是一种TMV特异性相关现象。我们调查了含有抗性基因N的烟草在感染辣椒脉斑驳病毒后N基因的表达情况。并且我们利用了病毒诱导的基因沉默技术研究了水杨酸、茉莉酸和乙烯合成与信号途径的关键酶基因在防御辣椒脉斑驳病毒的作用。Northern杂交和荧光定量PCR检测表明含有抗性基因N的烟草在感染辣椒脉斑驳病毒后N基因的表达会被诱导。激素测量表明烟草在感染辣椒脉斑驳病毒后茉莉酸和乙烯含量会迅速上升，而水杨酸含量只是在后期才有微弱的上升。沉默茉莉酸和乙烯合成与信号途径的关键酶基因可以削弱烟草对辣椒脉斑驳病毒的抗性，而沉默水杨酸合成与信号途径的关键酶基因植物部分的削弱烟草对辣椒脉斑驳病毒的抗性。另外大量的细胞死亡与活性氧都积累在沉默了茉莉酸和乙烯合成与信号途径的关键酶基因的烟草中，而只有少量的细胞死亡与活性氧积累在沉默了水杨酸合成与信号途径的关键酶基因的烟草中。我们的结果表明辣椒脉斑驳病毒可以调控N基因的表达，茉莉酸和乙烯信号途径在防御辣椒脉斑驳病毒起着非常关键的作用，而水杨酸信号途径只是部分的参与。研究结果对于认识植物通过激素信号转导而抵抗生物类胁迫的机理有重要意义。