植物排放的挥发性萜类化合物(Volatile Terpenoids,VTs)可参与植物各种防御反应。芳樟醇和石竹烯分别是单萜类和倍半萜类化合物,存在于多数植物中,且具有多重生态功能,在医药、食品和日化等行业也被广泛应用。前期研究发现,MYC转录因子参与调控挥发性萜类生物合成,但在薰衣草中缺乏深入研究。
中国科学院植物研究所石雷研究组研究发现,薰衣草LaMYC7是芳樟醇和石竹烯生物合成的正调控转录因子,并且赋予了植物抵抗丁香假单胞菌的抗性。过表达LaMYC7可显著增加烟草中芳樟醇和石竹烯含量,并降低烟草对丁香假单胞菌(Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000)的易感性。此外,芳樟醇能够显著抑制丁香假单胞菌生长,并具有剂量依赖性。不同逆境(紫外线、低温、盐、干旱、茉莉酸甲酯和丁香假单胞菌感染)处理和LaMYC7启动子序列分析显示LaMYC7通过响应多种逆境来适应环境。本研究报道的转录因子过表达后不仅能够赋予植物抵抗丁香假单胞菌的抗性,而且能够同时上调2–C–甲基–D–赤藓糖醇–4–磷酸途径(2–C–methyl–D–erythritol–4–phosphate,MEP)和甲羟戊酸途径(Mevalonate,MVA)化合物的含量,为理解植物中挥发性萜类转录调控提供了新思路。
该项研究成果于近日在线发表在国际学术期刊Horticulture Research。植物所董燕梅工程师为第一作者,石雷研究员和李慧工程师为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、中国科学院国际伙伴计划、中国科学院A类战略性先导科技专项“美丽中国”项目的资助。
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https://doi.org/10.1093/hr/uhae044
(资源植物实验室供稿)