北林沈应柏:虫食致植物生长迟缓与IAA滞留分生区相关 | NMT创新平台成果回顾
文章标题:Insect Herbivory of Leaves Affects the Auxin Flux Along Root Apices in Arabidopsis thaliana
植物遭受虫害时会降低生长速率,此时植物体内的能量会从促进生长转变为提高抗虫害能力。但是,昆虫取食叶片后造成生长速率缓慢的潜在机制还不得而知,推测其中存在一种信号级联反应。
2017年3月,北京林业大学沈应柏教授在Journal of Plant Growth Regulation上发表了文章,标题为Insect Herbivory of Leaves Affects the Auxin Flux Along Root Apices in Arabidopsis thaliana。
研究结果表明:遭到昆虫取食后,叶片和根部的游离茉莉酸(JA)和生长素(IAA)水平均有所提高,而且生长素合成相关基因YUCCA3和YUCCA8的转录水平提高。利用非损伤微测技术进一步分析检测根尖内源IAA流动,发现虫害后,在根过渡区表面附近,IAA流动减缓。
相反,虫害使得根表面H+流增加,过渡区较为明显。同样,虫害使得IAA转移基因PIN1、PIN2、PIN3、PIN7和AUX1的转录水平降低。结合IAA与H+流结果推测,植物遭受虫害后生长缓慢可能与IAA由根尖分生区往伸长区运输受阻及质子分泌减弱相关。
图注:拟南芥根部H+流检测图
课题组以水稻幼苗为研究对象,发现了稻瘟病菌M. oryzae通过K+通道破坏免疫的效应蛋白AvrPiz-t。它与水稻质膜K+通道蛋白OsAKT1发生互作,专门抑制OsAKT1介导的K+流。为研究稻瘟病抗性与外部K+变化的直接关系,课题组利用基于非损伤微测技术检测了野生型及AvrPiz-t转基因型水稻活体根的分生区的K+流变化过程。
图注:不同条件下根部不同区域内H+与IAA流测定
关键词:昆虫食草,茉莉酸,生长素通量,根生长,拟南芥