综述：茉莉酸与非生物胁迫耐受性：从代谢流到激素网络决策机制

《Journal of Plant Growth Regulation》：Jasmonic Acid and Abiotic Stress Tolerance: From Metabolic Flux to Hormone-Network Decision Making

　　

摘要

植物日益面临多种非生物胁迫，这些胁迫会破坏细胞的氧化还原状态、离子平衡以及生长进程，从而降低生产力。茉莉酸作为关键的胁迫整合因子，能够将早期的生物物理和生化胁迫信号（包括Ca2?/ROS/MAPK信号通路）转化为协调的转录和代谢重编程反应。在本综述中，我们总结了近年来关于茉莉酸介导的非生物胁迫适应机制的研究进展，重点探讨了影响适应结果可塑性的机制因素，包括分区化的生物合成过程（叶绿体-过氧化物酶体-细胞质）、配体激活、信号转运（茉莉酸向JA-Ile的转化及核内进入调控），以及通过SCF^COI1-JAZ-MYC模块实现的类似开关式的转录调控。研究结果表明，非生物胁迫的表现型往往更多取决于信号的时空动态特性，而非稳态下的茉莉酸含量；此外，信号的幅度、持续时间和衰减程度也会影响保护性适应与生长抑制之间的平衡。我们还明确了调控茉莉酸信号输出的保守激素网络结构，包括JA–GA、JA–ET、JA-SA和JA-ABA之间的相互作用。通过结合胁迫响应相关证据与信号通路控制点理论，我们认为实现不影响产量的抗逆性依赖于针对不同组织且受胁迫诱导的茉莉酸信号调控，而非持续激活该信号通路。最后，通过整合各类胁迫响应案例与信号通路“控制点”理论，我们提出了一种实用框架：通过精准调控茉莉酸信号波形——即针对不同组织进行胁迫诱导的信号放大，并在恢复阶段迅速关闭信号——而非持续激活信号通路，从而实现不影响产量的抗逆性。总体而言，本综述为利用茉莉酸生物学机制提升作物的气候适应性提供了机制性和系统层面的理论基础。

图形摘要