茉莉酸类激素代谢、信号转导与转运

来源 | Plant Com

2021年8月11日，中国农业大学资源与环境学院刘培教授团队在Plant Communications杂志在线发表了题为Metabolism, Signaling and Transport of Jasmonates的综述文章，从细胞内与细胞间分布的角度对氧化脂类植物激素茉莉酸类化合物（JAs）的代谢、信号转导与转运的研究进展进行了综述与展望。

在植物适应陆生环境的过程中，进化出大约500多种由多不饱和脂肪酸衍生而来的茉莉酸类化合物 （JAs），来调控植物与生物环境、非生物环境的生态互作，并协调植物的生长发育与生态互作。茉莉酸-异亮氨酸（JA-Ile）作为最主要的活性JA 类物质与SCFCOI1-JAZ共受体结合启动JA核心信号途径。JA合成的关键前体OPDA和dn-OPDA、茉莉酮等茉莉酸类物质则激活与JA-Ile不同的信号途径。JAs的合成、代谢与信号转导分别在叶绿体、过氧化物酶体、细胞液、细胞核、液泡及内质网等不同的细胞区隔中进行，成为研究植物激素及代谢物区隔化调控其代谢流和信号动态的平台。

文章系统地梳理了JA前体OPDA/dn-OPDA在叶绿体/质体中的合成、JA在过氧化物酶体与细胞质中的产生、JAs在细胞质、液泡及内质网中的代谢、细胞核内JA-Ile水平的感知与信号转导的过程以及JA在细胞质和质外体间分布的调节。重点阐述了定位于胞内各细胞器膜以及细胞质膜的转运蛋白，特别是该研究团队发现的茉莉酸转运蛋白（JAT）家族，通过调节OPDA、JA/JA-Ile和其他JAs在细胞内的分布，来协调JAs的合成、代谢流与信号转导，进而提出了由转运蛋白介导的JAs在胞内区隔间及胞间转运的调控网络（图1）。文章还讨论了转运蛋白JATs介导的JA胞间转运驱动JAs的长途运输与信号传递，最后对该领域存在问题及未来研究方向进行了展望。

图1. 转运蛋白介导的JAs在胞内区隔间及胞间转运的调控网络。

该综述揭示了由定位于细胞内膜和质膜的转运蛋白介导的JAs在胞内和胞间区隔的分布对其功能的重要性，有助于我们更加系统地了解JAs的代谢、信号转导与转运，为今后该领域的研究，特别是在可持续农业育种中的应用提供了新的靶向。

中国农业大学李梦雅、虞光辉和曹聪丽为共同第一作者，刘培教授为通讯作者。相关研究得到了国家自然科学基金、科技部重大研究计划和教育部新世纪优秀人才培养计划的资助。

参考文献

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2. Wang, F., Yu, G., and Liu, P. (2019). Transporter-mediated subcellular distribution in the metabolism and signaling of jasmonates. Front Plant Sci 10, 390-397.

3. Li, M., Wang, F., Li, S., Yu, G., Wang, L., Li, Q., Zhu, X., Li, Z., Yuan, L., and Liu, P. (2020). Importers drive leaf-to-leaf jasmonic acid transmission in wound-induced systemic immunity. Mol Plant 13, 1485-1498.

4. Li, M., Yu, G., Ma, J., and Liu, P. (2021). Interactions of importers in long-distance transmission of wound-induced jasmonate. Plant Signal Behav 16, 1886490.

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.xplc.2021.100231