植物抗病性往往以發(fā)育抑制作為代價，但相關的調控機制不清楚。為此中國科學院上海生科院植物生理生態(tài)研究所何祖華研究組與美國的課題組經過長期的研究與合作，在抗病與發(fā)育激素的交互作用的機制上取得了重要進展，其研究成果于4月23日以加長文的形式在線發(fā)表于美國科學院院報（PNAS Plus）。

茉莉酸是一種植物激素,參與調控植物的免疫（抗病）反應，可以抑制植物的生長。赤霉素是促進植物生長的激素，是第一次綠色革命的靶標。何祖華課題組繼發(fā)現水稻赤霉素代謝的新途徑后（Zhu et al.，2006，Plant Cell），一直致力于抗病性與發(fā)育互作的激素調控，使之能應用于抗病和高產的分子育種。他們與合作者的研究發(fā)現在水稻中通過RNA干擾的方法下調茉莉酸的信號途徑，可以使水稻快速生長，株高和粒長明顯增加，遺傳分析證明是激發(fā)了赤霉素途徑。進一步研究發(fā)現茉莉酸可以使赤霉素信號的關鍵抑制子DELLA蛋白SLR1累積，植株矮化；而在茉莉酸途徑減弱時，SLR1蛋白快速降解，植株生長。合作者美國密西根州立大學的何勝洋（Sheng Yang He） 實驗室發(fā)現模式植物擬南芥的茉莉酸信號突變體也有赤霉素相關的表型。超表達茉莉酸信號的關鍵抑制子JAZ 同樣能使植物表現為赤霉素超敏感的表型。像在水稻中一樣，JA也可以使擬南芥的DELLA 蛋白累積。進一步的研究表明JAZ-DELLA的直接相互作用可以競爭DELLA-PIF的直接相互作用。說明在雙子葉和單子葉植物中抗病與發(fā)育的交互作用調控機制是保守的。該研究成果對于抗病及高產協(xié)調的農作物設計育種提供了思路。

該工作得到了中國科技部973項目、國家自然科學基金委等的支持。