Cell Reports | 山东大学丁兆军/孔祥培团队揭示茉莉酸信号调控根毛发育的新机制

植物在面对外界环境变化时，会通过感知、信号传导和应答等过程来调整自身的生长和发育。植物激素茉莉酸（Jasmonate，JA）在调节植物生长、发育以及应对生物和非生物胁迫方面发挥着关键作用。当植物感知到JA时，JA受体COI1会识别并降解转录抑制因子JAZ蛋白，从而解除转录因子MYCs被抑制的状态，启动下游基因表达，实现JA信号的传递，进而调节植物的各种生理反应。拟南芥基因组编码13个JAZ蛋白，其中大部分具有经典的2个功能结构域，即ZIM结构域和Jas结构域。JAZ8作为一种特殊的JAZ蛋白，缺乏与COI1受体蛋白互作的结构域，因此JAZ8不能被COI1降解，属于非典型JAZ蛋白。JAZ8被报道参与JA信号介导的多个生物学过程，但是JA信号如何抑制JAZ8的活性还未见报道。

近日，山东大学生命科学学院丁兆军/孔祥培团队在Cell Reports发表了题为ERF114/115/109 are essential for jasmonate-repressed non-canonical JAZ8 activity in JA signaling的研究论文，解析了茉莉酸抑制非典型JAZ蛋白JAZ8活性并促进根毛伸长的分子机制。

该研究发现，非典型JAZ蛋白JAZ8与乙烯响应因子ERF114、ERF115和ERF109存在相互作用。作者通过Y3H、LCI以及体外pull-down等实验手段证实了这种互作干扰了JAZ8与转录因子MYC2/3/4以及RHD6之间的相互作用，进而解除了JAZ8对下游转录因子的抑制作用，促进JA信号。此外，ERF114的表达受MeJA诱导，并且这一过程依赖于COI1和MYC2，从而形成一个正反馈通路促进JA信号的传递。

进一步的研究发现，过表达ERF114、ERF115、ERF109具有长根毛的表型，而erf114、erf115、erf109突变体的根毛变短，同时，erf114、erf115、erf109突变体完全阻断了MeJA对根毛伸长的诱导作用。遗传关系分析显示ERF114位于JAZ8和MYC2的下游发挥作用。

综上所述，该研究揭示了JA信号调控非典型JAZ8活性的分子机制（图1），极大地拓展了我们对JA信号传导机制的理解。该研究为完善根毛发育调控网络提供重要的理论依据，也为基于根系构型的作物分子设计育种提供理论基础和基因资源。

图1 JA信号抑制JAZ8活性的分子机制

山东大学在读博士生隋佳璇为该论文的第一作者，孔祥培教授为该论文的通讯作者。丁兆军教授全程指导本研究工作。山东大学袁宪正教授参与了该项研究工作。该研究得到国家自然科学基金、山东省泰山学者青年专家项目和山东大学齐鲁青年学者的资助。

论文链接：

www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211124724015730