作者:黄辛 来源:中国科学报 发布时间:2012-6-21 8:41:18
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陈晓亚院士小组研究揭示植物次生代谢调控新机制
 
本报讯(记者黄辛)由中科院院士、中科院上海生命科学研究院植物生理生态所研究员陈晓亚带领的课题组,研究发现植物挥发性萜类的生物合成通过MYC2转录因子受赤霉素GA和茉莉酸JA信号的协同调控。相关成果近日在线发表于国际期刊《植物细胞》。
 
在自然界中,植物散发出一大类挥发性化合物,而萜类是其中重要的组成成分之一。植物萜类属于类异戊二烯次生代谢途径,其数量大、种类多。这些化合物能吸引昆虫传播花粉和果实,直接或间接地防御植食性动物的侵食和微生物的侵害。此外,一些萜类化合物还具有非常高的药用价值和经济价值,如抗癌药物紫杉醇、抗疟药物青蒿素,同时还可作为化妆品、香料和食品添加剂的生产原料。
 
转录因子对植物的发育、生长和代谢起着重要的调控作用。研究发现,拟南芥bHLH类的转录因子MYC2是茉莉酸JA信号重要的转录因子,同时参与了多种信号途径之间的互作等。
 
在陈晓亚的指导下,该课题组博士生洪高洁等用多种实验技术,证明MYC2通过直接激活拟南芥倍半萜合酶基因TPS21和TPS11来调控倍半萜的合成和释放,同时发现MYC2能与DELLA、JAZs蛋白发生竞争性相互作用,协调GA和JA信号传导,并促进拟南芥花中倍半萜化合物的生物合成。
 
据介绍,次生代谢在植物对环境的适应过程中起重要作用,其受到生物和非生物因子的调控。植物体内的次生代谢是一个复杂的过程,不同类型的化合物通过不同的途径进行合成与降解,相互交叉影响,组成复杂的代谢和调控网络。植物类异戊二烯种类众多,既有甾醇、叶绿素、植物激素等初生代谢物,又有香料成分薄荷醇、抗疟药物青蒿素等次生代谢物。因此,研究类异戊二烯合成、调控不仅有重要的科研意义,而且还有极大的应用价值,而该领域也一直是植物学研究的热点。
 
相关专家认为,该研究揭示了转录因子MYC2介导了GA和JA信号互作以及植物发育和环境因子对植物次生代谢的调控机理,对了解重要的天然产物的代谢过程、发掘有用的基因资源以及生物工程应用具有重要意义。
 
该工作得到中国科学院知识创新工程、科技部“973”计划、国家自然科学基金委等项目的支持。
 
《中国科学报》 (2012-06-21 A4 综合)
 
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