番茄转运蛋白SlJAT1调控茉莉酸信号转导途径的机制研究

Jasmonic acid, known as a new growth regulator in higher plants, plays a crucial role in response to biotic and abiotic stress. The study of jasmonate signaling pathway has always been a hot area in plant sciences. An ABC transporter AtABCG16/AtJAT1 has been identified in regulating the jasmonic acid and isoleucine jasmonate transport in Arabidopisis thaliana. Phylogenetic tree showed that orthologous genes of AtABCG16/AtJAT1 in Arabidopisis thaliana couldn’t be found in Solanum lycopersicum. But we detected the SlJAT1-GFP signal in the nuclei of tobacco cells, and the SlJAT1 rescued the phenotype defect due to the deletion of AtABCG16/AtJAT1. These results indicate that the SlJAT1 has the similar biological function with AtABCG16/AtJAT1. Thus SlJAT1 which is localized in the nuclei maybe acts as a jasmonates transporter and evolves independently. Then we proposed to research the function of Solanum lycopersicum transporter SlJAT1 in jasmonate signaling pathway and provide a new way for improving Solanum lycopersicum stress-tolerant cultivars, through a series of methodologies including genetics, molecular biology, biochemistry and cell biology.

茉莉酸是广泛存在于高等植物体内重要的生长调节物质。在植物响应生物和非生物胁迫中发挥重要作用。茉莉酸信号转导途径的调控机制一直是植物学的研究热点之一。在拟南芥中发现了ABC转运蛋白AtABCG16/AtJAT1参与茉莉酸和茉莉酸异亮氨酸的运输。分子进化分析表明，番茄中没有拟南芥JA转运蛋白AtABCG16/AtJAT1的直系同源基因。我们的前期研究发现，定位于细胞核的番茄ABC转运蛋白SlJAT1能互补atjat1突变体的表型，推测SlJAT1转运蛋白与AtABCG16/AtJAT1具有相类似的生物学功能。因此，SlJAT1可能是在番茄中独立进化的核定位茉莉酸类物质转运蛋白。本研究将综合运用遗传学、分子生物学、生物化学、细胞生物学等技术，证明番茄中SlJAT1作为核定位的JAs转运蛋白在调控JA信号转导中的功能，为培育具有抗逆性的优良番茄品种提供新途径。

茉莉酸是广泛存在于高等植物体内重要的生长调节物质。在植物响应生物和非生物胁迫中发挥重要作用。茉莉酸转运蛋白参与了细胞内或者细胞间茉莉酸类物质的运输，是茉莉酸信号途径的重要调节物质。本研究将综合运用遗传学、分子生物学、生物化学、细胞生物学等技术，证明番茄中SlJAT1作为细胞膜定位的JAs转运蛋白在调控JA信号转导中的功能，具体研究内容包括：.1).通过表型分析、实时定量PCR等研究方法，探索番茄SlJAT1转运蛋白在JA信号途径中的作用，进而揭示番茄SlJAT1转运蛋白参与对JA信号途径的调控。.2).在蛙卵母细胞以及番茄细胞中验证SlJAT1转运蛋白对JAs的运输功能。揭示番茄中SlJAT1转运蛋白调控JA信号途径的机制。.重要结果：.1）获得了SlJAT1基因的超表达植株SlJAT1OE和sljat1突变体植株。.2）SlJAT1基因表达受到外源茉莉酸诱导；SlJAT1过表达植株呈现不育的表型，这跟茉莉酸合成途径突变体coi1或opr3的表型一致；这些结果表明，SlJAT1基因参与了茉莉酸信号途径的调控。 .3）亚细胞定位表明，SlJAT1基因定位于番茄的细胞质膜上。.4）外源茉莉酸对sljat1突变体幼苗根的抑制强于野生型。推测SlJAT1基因在细胞质膜上可能参与了茉莉酸的外运。.5）检测转入了SlJAT1基因的蛙卵母细胞对茉莉酸的吸收情况。并检测了转基因番茄对茉莉酸的吸收情况。从而验证SlJAT1转运蛋白对茉莉酸的运输功能，该实验正在进行。.研究意义：.茉莉酸是广泛存在于高等植物体内重要的生长调节物质。在植物响应生物和非生物胁迫中发挥重要作用。茉莉酸信号转导途径的调控机制一直是植物学的研究热点之一。但是JA转运蛋白在茄科作物中的研究仍是空白。本研究将在揭示番茄转运蛋白SlJAT1调控JA信号转导途径的新机制的同时，也为增强茄科作物生物及非生物的防御响应，提高茄科作物的产量提供了新思路。