Plant Cell | 植物快速调节茉莉酸（JA）反应的新机制

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植物的生长发育与外界环境变化密切相关。激素信号在植物响应环境因子变化过程中起关键作用。病原菌侵染时，茉莉酸（jasmonic acid，JA）信号调节植物的生长、发育以及防御反应。JAZ（JASMONATE ZIM DOMAIN）转录抑制因子可以直接与转录因子相互作用。没有JA（(3R,7S)-jasmonoyl-L-isoleucine）信号时，JAZ通过抑制JA信号途径转录因子的转录活性以调节JA介导的反应（Fernandez-Calvo et al. 2011; Pauwels and Goossens, 2011）。JA信号出现时，JA受体CORONATINE INSENSITIVE 1 (COI1) 与JAZ特异性结合，使JAZ发生泛素化和并随后通过蛋白酶体降解，解除了JAZ对JA途径转录调节的抑制，引起生理变化。因此，JA的调控作用依赖于JAZ蛋白水平。然而，植物对环境的快速响应一般在JA水平发生变化之前，植物是如何在JA水平发生变化前做出快速响应的？相关机制尚不清楚。

近日，University of Durham的Elaine Fitches和Ari Sadanandom为共同通讯作者在The Plant Cell在线发表了一篇题为SUMO Suppresses the Activity of the Jasmonic Acid Receptor CORONATINE INSENSITIVE的研究论文，揭示了植物快速调节JA反应的新机制。

该研究揭示了通过JAZ的SUMO（Small Ubiquitin-like Modifier）化来减弱JA信号传导的机制并提供了相关证据。

1） SUMO-去缀合蛋白酶，OTS1（OVERLY TOLERANT TO SALT 1）和OTS2，调节JAZ蛋白SUMO化和稳定性。激素分析表明，ots1 ots2双突变体积累SUMO化和非SUMO化JAZ，但与野生型植物相比，内源JA水平没有变化；

2） 该研究在COI1中鉴定了SUMO相互作用基序（SIM，SUMO interacting motif），并证明这对COI1的SUMO依赖性抑制至关重要。JAZ6降解动力学的数据表明，在相同的JA水平下，COI1 SIM突变体可以更有效引起JAZ6：GFP降解。

3） 该研究发现SUMO1-缀合的JAZ蛋白不依赖于JA类似物与COI1结合，进而确定了一种独立于JA起作用以抑制COI1活性的机制。此外，该研究发现，拟南芥的坏死菌感染促进SUMO蛋白酶降解，这增加了JAZ SUMO化和丰度，进而抑制JA信号传导。

通过SUMO化JAZ抑制JA信号传导的模型

总之，该研究确定了一种用于抑制JA信号传导的翻译后调控机制，该机制允许植物快速对JA反应施加“制动”，而不需要改变激素水平。该研究揭示了植物快速调节JA反应的新机制。

参考文献

1. Chini, A., Fonseca, S., Fernandez, G., Adie, B., Chico, J.M., Lorenzo, O., Garcia-Casado,718 G., Lopez-Vidriero, I., Lozano, F.M., Ponce, M.R., Micol, J.L., and Solano, R.719 (2007). The JAZ family of repressors is the missing link in jasmonate signalling. Nature 720 448, 666-671.

2. Fonseca, S., Chico, J.M., and Solano, R. (2009). The jasmonate pathway: the ligand, the 746 receptor and the core signalling module. Curr Opin Plant Biol 12, 539-547.

3. Fernandez-Calvo, P., Chini, A., Fernandez-Barbero, G., Chico, J.M., Gimenez-Ibanez, S., Geerinck, J., Eeckhout, D., Schweizer, F., Godoy, M., Franco-Zorrilla, J.M., Pauwels, L., Witters, E., Puga, M.I., Paz-Ares, J., Goossens, A., Reymond, P., De Jaeger, G., and Solano, R. (2011). The Arabidopsis bHLH transcription factors MYC3 and MYC4 are targets of JAZ repressors and act additively with MYC2 in the activation of jasmonate responses. Plant Cell 23, 701-715.

4. Pauwels, L., and Goossens, A. (2011). The JAZ proteins: a crucial interface in the jasmonate signaling cascade. Plant Cell 23, 3089-3100.

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