植物抗病性往往以發(fā)育抑制作為代價(jià)，但相關(guān)的調(diào)控機(jī)制不清楚。為此中國科學(xué)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(jīng)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(jī)制上取得了重要進(jìn)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(xué)院院報(bào)（PNAS Plus）。

茉莉酸是一種植物激素,參與調(diào)控植物的免疫（抗?。┓磻?yīng)，可以抑制植物的生長。赤霉素是促進(jìn)植物生長的激素，是第一次綠色革命的靶標(biāo)。何祖華課題組繼發(fā)現(xiàn)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(diào)控，使之能應(yīng)用于抗病和高產(chǎn)的分子育種。他們與合作者的研究發(fā)現(xiàn)在水稻中通過RNA干擾的方法下調(diào)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(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)茉莉酸可以使赤霉素信號的關(guān)鍵抑制子DELLA蛋白SLR1累積，植株矮化；而在茉莉酸途徑減弱時(shí)，SLR1蛋白快速降解，植株生長。合作者美國密西根州立大學(xué)的何勝洋（Sheng Yang He） 實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)模式植物擬南芥的茉莉酸信號突變體也有赤霉素相關(guān)的表型。超表達(dá)茉莉酸信號的關(guān)鍵抑制子JAZ 同樣能使植物表現(xiàn)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(jìn)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(diào)控機(jī)制是保守的。該研究成果對于抗病及高產(chǎn)協(xié)調(diào)的農(nóng)作物設(shè)計(jì)育種提供了思路。

該工作得到了中國科技部973項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金委等的支持。