机械损伤下麻疯树CURCIN2的诱导表达及对茉莉酸的响应

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麻疯树(Jatropha curcas L.)是典型的油料植物,因为其潜在的开发价值,研究人员对其进行了大量的研究,以实现可持续的生物能源生产,降低种子毒性增加其作为潜在动物饲料等。核糖体失活蛋白(Ribosome Inactivating Proteins,RIPs)是一类存在于不同生物体中的重要蛋白,因其具有对核糖体RNA的N-糖苷酶活性,故能抑制真核细胞的蛋白合成,也因此被认为是生物体尤其是植物体中的一类具有防御机制的重要蛋白,可以有效对抗一系列的病毒、真菌、甚至一些昆虫。已有研究表明多种植物RIPs,如商陆属(Phytolacca insularis)中的PIP2、紫茉莉(Mirabilis expansa)中的ME1和大麦(Hordeum vulgare L.)中的JIP60都是由茉莉酸(jasmonic acid,JA)及其衍生物诱导的。但是麻疯树叶片中重要的核糖体失活蛋白CURCIN2的调控机制尚不清楚。本研究以麻疯树为研究材料,对其进行机械损伤处理,对未处理叶片(C)、直接损伤叶片(T)和远端叶片(S)进行了转录组测序。根据测序结果比对C_vs_S组,C_vs_T组和T_vs_S组中有差异基因1996个,2196个和3121个;上调基因占比为62.2%、57.1%和54.4%;样本间KEGG通路的富集结果表明植物激素信号转导、光合作用、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸及α-亚麻酸代谢等,有可能在麻疯树响应机械损伤过程中发挥重要作用。再从GO注释和KEGG通路的富集结果中发现与茉莉酸合成相关的基因有明显变化,以及茉莉酸信号转导途径中相关基因在不同组间也发生变化。所以后续通过对机械损伤条件下麻疯树叶片中茉莉酸的含量及其合成中关键基因的表达水平进行分析,进一步用茉莉酸抑制剂阻碍其合成,检测CURCIN2的表达情况。证实机械损伤条件下茉莉酸大量合成进行信号传导,发挥其在植物防御反应中的生物学作用,并且与CURCIN2的表达具有相关性,而远端叶片中的CURCIN2的表达可能参与植物系统防御。
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