近日,山东农业大学生命科学学院李传友教授团队在国际著名学术期刊《自然-通讯》上发表研究论文,解释说明了茉莉酸如何更有效地指挥植物的防御反应。研究发现MMC蛋白复合体的新成员MED16在维持MED25蛋白的稳定性,增强转录输出效率,使植物更好地抵御外界威胁发挥了巨大作用。
在面临病虫害或环境压力时,植物有一套独特的防御机制来保护自己。其中一种关键的“防御指挥官”就是茉莉酸——帮助植物应对挑战的重要化学信号之一。
就像人体内的激素一样,茉莉酸在植物体内传递信息,告诉细胞如何反应,以增强抵抗力并适应变化。当植物感知到威胁时,它就会合成并释放茉莉酸。茉莉酸就像一个触发器,激活了MYC2靶标基因的表达,MYC2是茉莉酸信号通路的核心调控因子。随后,MYC2与转录中介体亚基MED25蛋白互作,形成MMC蛋白复合体(MYC2-MED25 Functional Complex)。MMC能够启动一系列基因表达,进而指导植物产生对抗病虫害的化学物质和其他防御措施。
李传友教授团队多年来一直专注于研究茉莉酸如何指挥植物的防御反应。他们的研究表明,MMC蛋白复合体在这个过程中发挥着不可或缺的作用。他们的新突破——发现MMC蛋白复合体的一个新的成员,称为MED16。MED16不仅可以维持MED25蛋白的稳定性,还增强了整个茉莉酸信号通路的转录输出效率。通过这种方式,MED16确保了茉莉酸信号能够更有效地传递,使植物更好地抵御外界威胁。
进一步研究发现,MED16能够与E3泛素连接酶蛋白(MBR1和MBR2)竞争性结合MED25蛋白,从而拮抗了MBR1&2介导的MED25降解,维持MED25的蛋白稳定性,最终促进MMC复合体的有效组装。该研究精细地阐述了MED16在茉莉酸信号转录调控中的分子机制,拓宽了人们对中介体亚基作用机制的认识,同时对其他激素信号途径的研究有启示作用。
MED16–MBR模块通过调控MED25稳定性进而精细调节茉莉酸信号强度
李传友教授团队吴芳明副研究员和园艺科学与工程学院孙传龙教授为该论文的共同第一作者,李传友教授和吴芳明副研究员为该论文的共同通讯作者。李传友教授团队在读博士生朱姿颖和生命科学学院邓磊教授也对该研究做出了重要贡献。该工作同时得到中科院遗传发育所谢旗研究员、凌宏清研究员、中国农业大学于菲菲教授和河南大学祝英方教授的大力支持。研究得到了国家自然科学基金委和科技部重点研发计划等项目的资助。
论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-025-56041-3