茉莉素（Jasmonate, JA）和乙烯（Ethylene, ET）是重要的植物激素，调控植物生长发育、次生代谢以及对病虫害的抗性。茉莉素通过拟南芥受体COI1降解JAZ家族蛋白，释放WD-repeat/bHLH/MYB（WBM）复合体，促进花青素合成与表皮毛形成。乙烯通过稳定转录因子EIN3/EIL1调控不同生理反应。乙烯也影响拟南芥花色素苷合成、表皮毛发育以及对害虫的抗性。但是乙烯及其与茉莉素互作调控上述生理反应的分子机制还不清楚。
JIPB近日在线发表了首都师范大学宋素胜课题组和清华大学齐天从课题组合作的题为“A molecular framework for signaling crosstalk between jasmonate and ethylene in anthocyanin biosynthesis, trichome development, and defenses against insect herbivores in Arabidopsis”（https://doi.org/10.1111/jipb.13319）的研究论文。该研究发现茉莉素和乙烯分别通过JAZ蛋白和转录因子EIN3/EIL1作用于WBM复合体，拮抗调控花色素苷积累、表皮毛形成以及对昆虫的抗性。
研究发现拟南芥JAZ家族蛋白普遍抑制WBM复合体bHLH-MYB组分的转录活性，而jaz家族多突变体叶片表皮毛密度增加，花色素苷积累增多。生化研究显示EIN3/EIL1与TTG1、GL3/EGL3/TT8、GL1/MYB75等WBM复合体组分互作，并抑制WBM复合体bHLH-MYB组分的转录活性。遗传和生理研究发现ein3 eil1双突变体的花色素苷积累和表皮毛密度比野生型多，而WBM复合体组分突变阻断ein3 eil1突变体的花色素苷积累和表皮毛形成。
表皮毛被认为是植物抗虫的物理屏障。该研究发现表皮毛缺失突变体gl3 egl3、gl1和ttg1对甜菜夜蛾和草地贪夜蛾幼虫的抗性减弱。表皮毛增多的ein3 eil1突变体对甜菜夜蛾和草地贪夜蛾幼虫抗性增强，而在ein3 eil1背景下突变WBM复合体组分使其缺失表皮毛，会降低其对昆虫的抗性。
该研究还发现EIN3/EIL1与WBM复合体的TTG1、GL3/EGL3组分互作，并通过GL3/EGL3调控根毛发育。另一方面，GL3/EGL3/TT8超表达可以抑制EIL3/EIL1的功能，抑制拟南芥黄化幼苗顶端弯钩的形成。
宋素胜博士和齐天从博士与合作者先前发现茉莉素与赤霉素调控花青素合成或表皮毛形成的分子机制（Qi et al., 2011; Qi et al., 2014）、茉莉素与乙烯拮抗调控顶端弯钩形成与抗病虫的分子机理（Song et al., 2014）。近期宋素胜博士课题组与齐天从博士课题组揭示了茉莉素共受体JAZ家族的功能冗余性与多样性、以及茉莉素受体COI1蛋白稳定性调控的新机制（Liu et al., 2021；Song et al., 2021）。
该工作进一步揭示了茉莉素与乙烯互作调控花青素合成、表皮毛形成、抵抗害虫等生理反应的互作机制。宋素胜博士、博士生刘贝、宋俊巧和庞士海为共同第一作者，宋素胜博士和齐天从博士为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、北京市教委-自然科学基金联合项目、北京市科技新星计划等项目的资助。
参考文献：
1. Qi T, Song S, Ren Q, Wu D, Huang H, Chen Y, Fan M, Peng W, Ren C, and Xie D. (2011) The jasmonate-ZIM-domain proteins interact with the WD-repeat/bHLH/MYB complexes to regulate jasmonate-mediated anthocyanin accumulation and trichome initiation in Arabidopsis thaliana. Plant Cell 23:1795-814.
2. Qi T, Huang H, Wu D, Yan J, Qi Y, Song S, and Xie D. (2014) Arabidopsis DELLA and JAZ proteins bind the WD-repeat/bHLH/MYB complex to modulate gibberellin and jasmonate signaling synergy. Plant Cell 26: 1118-33.
3. Song S, Huang H, Gao H, Wang J, Wu D, Liu X, Yang S, Zhai Q, Li C, Qi T, and Xie D. (2014) Interaction between MYC2 and ETHYLENE INSENSITIVE3 modulates antagonism between jasmonate and ethylene signaling in Arabidopsis. Plant Cell 26: 263-269.
4. Liu B, Seong K, Pang S, Song J, Gao H, Wang C, Zhai J, Zhang Y, Gao S, Li X, Qi T, and Song S. (2021) Functional specificity, diversity, and redundancy of Arabidopsis JAZ family repressors in jasmonate and COI1-regulated growth, development, and defense. New Phytol. 231: 1525-1545.
5. Song S, Liu B, Zhai J, Zhang Y, Wang K, and Qi T. (2021) The intragenic suppressor mutation Leu59Phe compensates for the effect of detrimental mutations in the jasmonate receptor COI1. Plant J. 108: 690-704.
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