李传友实验室权威期刊同时发表两篇文章

　　

    生物通报道  中国科学院遗传与发育生物学研究所的李传友研究员早年毕业于山东农业大学，2003年入选中国科学院“****”，并曾在2004年获得国家杰出青年科学基金。近年来李传友博士的研究方向主要集中在植物对昆虫抗性反应的生物及分子基础、多肽信号分子系统素（Systemin）和植物激素（Jasmonic acid, JA）的生物合成、信号传导以及对植物抗性反应的调控机制上。近期，李传友课题组在以拟南芥为模式对茉莉酸与其他激素相互调控生长发育和抗逆反应的分子机制研究中再度取得突破性进展，相关研究成果分别发表在《New Phytologist》和《Plant Physiology》杂志上。

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    茉莉酸作为一种与抗逆性密切相关的植物激素，主要调控植物对昆虫侵害、病原菌侵染和机械伤害的抗性反应，同时也参与调控根系生长、配子发育及成熟衰老等发育过程。生长素主要在植物的生长发育过程中起调控作用。李传友实验室曾在以前的研究中证明茉莉酸通过调控生长素的生物合成和极性运输来调节拟南芥侧根的形成。生长素的极性输出由极性定位于质膜上的PIN (PIN formed)蛋白介导完成，在植物生长发育过程中起重要调控作用。目前，关于生长素极性运输的研究是植物生物学的热点研究领域之一。

    在这篇文章中，研究人员证明了茉莉酸调节PIN2蛋白的内吞和在细胞质膜上的积累。研究发现低浓度茉莉酸可以抑制PIN2蛋白的内吞，而且这种作用是依赖ASA1介导的生长素生物合成和TIR1/AFBs介导的生长素信号转导。而高浓度茉莉酸可以降低野生型拟南芥中PIN2蛋白在细胞质膜上的积累，特别是在asa1-1突变体中，高浓度茉莉酸处理严重地降低PIN2蛋白在细胞质膜上的积累。遗传学研究表明，高浓度茉莉酸对PIN蛋白的这种作用独立于生长素信号途径。此项研究还发现茉莉酸通过影响生长素在根尖的侧向分布进而调控植物根的向重性反应。以上结果表明茉莉酸通过与生长素互作调节植物对外界信号或环境的适应性反应。

    该项研究为进一步揭示茉莉酸调控生长素转运蛋白胞内运输和降解的分子机制提供了新的思路。这项成果于2011年4月9日在国际杂志New Phytologist上在线发表（DOI:10.1111/j.1469-8137.2011.03713.x）。李传友实验室孙加强副研究员和在读博士陈谦为该论文共同第一作者，该研究得到了科技部和国家自然科学基金委的资助。

    脱落酸在植物对逆境胁迫应答反应方面起重要调控作用，关于其信号转导途径的研究对深入认识植物适应性生长的基本规律和植物抗逆性育种具有重要意义。继2009年报道了E3泛素连接酶RHA2a的生理功能之后，李传友实验室和谢旗实验室合作，发现拟南芥E3泛素连接酶RHA2b与RHA2a类似，在脱落酸信号转导途径中起重要作用。RHA2b与RHA2a在氨基酸水平具有较高的同源性（65%），但在表达模式和生理功能方面表现特异性：RHA2a主要在种子萌发及幼苗早期生长中起作用，RHA2b主要在生长发育后期起作用。功能研究表明RHA2a与RHA2b协同调控植物对盐胁迫和干旱胁迫的抗性反应。遗传学分析表明这两个基因在脱落酸信号转导途径中位于蛋白磷酸酶ABI2的下游，与转录因子ABI3/4/5的作用平行。

    该项研究对深入认识脱落酸信号转导的分子机制提供了新的见解，也对作物抗逆育种具有指导作用。该研究结果已于2011年4月6在线发表于Plant Physiology（DOI:10.1104/pp.111.176214）。李传友实验室李红美博士为该论文的第一作者，该研究得到了农业部和国家自然科学基金委的资助。

（生物通：何嫱）

作者简介：
李传友
博士，研究员，博士生导师

1991年山东农业大学学士；1994年山东农业大学硕士；1999年中国科学院遗传研究所博士。1999年至2003年，MSU-DOE  Plant  Research  Laboratory博士后。2003年中国科学院“****”入选者，2004年国家杰出青年科学基金获得者。

研究方向：植物激素茉莉酸的生理功能及其作用机理

1.以番茄为模式系统研究植物对昆虫抗性反应的分子机理

以番茄为模式系统，以经典的蛋白酶抑制剂为抗性标记基因，通过筛选抗性缺失突变体鉴定并分离植物对昆虫的抗性反应信号传导途径中的重要基因。目前已筛选到的番茄突变体主要分为两类：一类对系统素的识别发生了缺陷；另一类是JA的生物合成或信号传导发生了缺陷。采用图位克隆的方法成功地从番茄基因组中分离了控制JA合成的两个基因Spr2和JL1，目前正在进行生物学功能的研究。以茉莉酸合成突变体spr2和茉莉酸识别突变体jai1为材料，采用嫁接实验证明，在植物系统性抗性反应中进行长距离运输的信号分子是JA而不是传统认为的系统素，系统素的作用在于调控JA的生物合成。这是对本领域现有工作模型的重要修正。过量表达系统素前体基因（Prosystemin）的转基因番茄（35S::PS）组成型地表达高水平的抗性相关蛋白，表明在35S::PS植物中受伤反应始终处于开启的状态。目前我们正在以35S::PS为基础材料大规模筛选系统素/茉莉酸途径的抑制子突变。对更多突变体的表型分析、相应基因的分离和功能研究将会为最终阐明植物对昆虫抗性反应的遗传机理奠定基础。在此基础上通过对抗性信号传导途径中关键基因的遗传工程操作提高植物对昆虫的抗性。该项研究的长远目标是建立一种依靠植物自身的抗性因而是对环境友好的、可持续的控制农业害虫的策略。

2.以拟南芥为模式研究茉莉酸与其它激素互作调控生长发育和抗逆反应的分子机制

茉莉酸在植物的生长发育和抗逆反应两个方面都具有重要调控作用。大量研究表明茉莉酸的这些生理功能是通过与其它植物激素的相互作用实现的。我们以拟南芥为模式研究茉莉酸与其它激素互作协调植物的生长发育和抗性反应的分子基础。