新型茉莉素生物活性分子的研究

Jasmonates (JAs) are a class of oxylipin compounds that play diverse roles in plant defense and development. Recent studies have shown that (+)-7-iso-Jasmonoyl-L-isoleucine is the endogenous bioactive jasmonate,which highlighted the importance of amino acid conjugates of jasmonates (JA-AA) in plant.. . However,the availability of single-conformation JA-AA hinders to study it in a deep-going way. Our previous work has successfully resolved this problem: Because the stereostructure of coronafacic acid (CFA) moiety of coronatine (COR) is identical to (+)-7-iso-Jasmonoyl-L-isoleucine stereoisomers, we used the CFA moiety to synthesize twenty kinds of amino acid conjugates of CFA (CFA-AA). And we have demonstrated that the biological activities of CFA-AA was able to represent that of JA-AA... In the present project,we will study the physiological function of these CFA-AA and preliminarily clarify the molecular mechanism of CFA-AA,as well as JA-AA, in plant defense and development. Therefore, the successful implement of the project will produce great influence not only in plant hormone signal transduction study, but also in agricultural production.

茉莉素是一类调控植物的防御反应和生长发育不可或缺的重要植物激素。茉莉素异亮氨酸化活性分子的发现使人们对激素氨基酸化的生物学功能产生了新的认识。..近年来的的研究表明茉莉素与其它氨基酸的偶联分子在植物生长发育中发挥重要调控作用；然而，这方面研究一直没有取得良好进展，主要困难是难以合成构象稳定和专一的茉莉素氨基酸偶联分子（JA-AA）。我们的前期工作成功解决了该难题：我们利用与茉莉素具有相似分子结构和更高生物活性的冠菌素，合成了具有稳定和专一分子构象的冠面酸氨基酸偶联分子（CFA-AA）； 这些CFA-AA 分子与其对应的JA-AA具有相同分子构象，作用机理和生理功能。..本项目将利用这些CFA-AA 分子，研究新型茉莉素活性分子及其生理功能，探讨其作用.机理。本项目的成功实施不仅具有重要的科学意义，而且具有潜在的应用价值。

茉莉酸（jasmonic acid, JA）及其衍生物统称为茉莉素（jasmonates），不仅是防御反应的信号分子，而且调节着植物生长发育的多个方面。以前的研究发现，茉莉酸异亮氨酸衍生物能够作为茉莉素的内源活性分子，使激素氨基酸化的生物学功能成为了研究热点。然而，其他氨基酸偶联物是否能够作为活性分子发挥作用，以及茉莉酸氨基酸类衍生物调控植物生长发育的分子机制尚待深入研究。本项目综合利用生物化学、分子生物学和植物遗传学等方法，证明了 (+)-7-iso-JA-Ala、(+)-7-iso-JA-Val、(+)-7-iso-JA-Leu 和(+)-7-iso-JA-Met 是新型的内源活性茉莉素分子，这些分子对茉莉素信号通路具有精细调控的作用；发现了植物激素茉莉素介导植物防御反应的重要调控因子JAV1；揭示了茉莉素调控表皮毛形成和植物叶片衰老的新分子机制。这些研究为指导人工合成具有茉莉素活性的分子提供了理论基础，对于理解植物生长发育过程具有重要科学意义。