植物中水杨酸合成途径及其调控的研究进展

2021-03-05黄红晶彭志红夏石头

激光生物学报 2021年1期

黄红晶，詹蔷，覃磊，b，彭志红，夏石头，b*

（湖南农业大学 a. 生物科学技术学院；b. 植物激素与生长发育湖南省重点实验室，长沙 410128）

水杨酸（salicylic acid，SA）是一类广泛存在于植物体内的酚类植物激素，对植物的生长发育和抗性具有显著调控作用。SA不仅对植物的光合作用产生影响，进而调节植物生长过程中的种子发芽、开花、膜通透性及气孔关闭等［1-2］，而且能够诱导植物产生系统获得抗性（systemic acquired resistance，SAR）［3］。SAR是一种激活局部防御导致植物远端抗病性增强的现象，一方面，植物局部组织如叶片由于病原体感染会导致SA含量急剧上升，从而诱导整株植物包括远端组织都产生持久的广谱抗性；另一方面，直接施用SA可诱导植物的高抗性产生局部组织坏死的超敏反应等。上世纪90年代，SA被逐步发现为SAR的信号分子［4］。早在1979年，White等［5］首次报道了SA是植物抗病性的诱导剂。随后，SA在SAR中的重要作用被细菌的SA降解酶——水杨酸羟化酶，在转基因烟草中的表达试验所验证［6］。而有关SA生物合成或感知缺陷的拟南芥突变体的研究则进一步证实了SA在SAR中的重要性［7］。在拟南芥中，SA被两类受体NPR1和NPR3/NPR4感知，它们在调节SA反应基因中具有相反的作用［8］。 SA抑制NPR3/NPR4的转录抑制活性，同时促进NPR1的转录激活活性［9］。然而，高等植物合成SA的途径一直未知，并引起了科学家们的广泛关注。本文综述了植物中SA完整合成途径的发现以及SA合成中的调控机制方面的最新研究进展。