欢迎点击【药用植物研究前沿】↑关注我们！
内容来源于New Phytol
2024年9月12日，西北农林科技大学麻鹏达/董娟娥团队在New phytologist发表题为“SmJAZs-SmbHLH37/SmERF73-SmSAP4 module mediates jasmonic acid signaling to balance biosynthesis of medicinal metabolites and salt tolerance in Salvia miltiorrhiza”的研究论文，揭示了茉莉酸(JA)介导的SmJAZs-SmbHLH37/SmERF73-SmSAP4模块参与平衡丹参（Salvia miltiorrhiza Bunge）药用活性成分合成和耐盐性的分子机制。
唇形科鼠尾草属多年生草本植物丹参，在中国应用的历史悠久，最早记载于东汉的《神农本草经》：“主心腹邪气，肠鸣幽幽如走水，寒热积聚；止烦渴，益气。”中，其被列为上品。丹参具有极高的经济、药用价值和巨大的市场需求。由于全球盐渍土壤面积的扩张，部分丹参种植地发生盐碱化。因此，探究盐碱环境和丹参药用活性合成和积累之间的分子机制显得尤为重要。
茉莉酸（Jasmonic acid，JA）是重要的植物激素，影响植物的生长发育、生物和非生物胁迫的耐受性以及初级和次级代谢物的生物合成。该团队在前期已解析SmJAZs-SmMYC2/SmMYB36模块介导JA调控丹参活性成分合成的机制方面取得系列进展，在丹参活性成分合成的转录调控研究方向具有坚实的研究基础（Pei et al. JXB, 2018; Ma et al. HR, 2022; Li et al. HR, 2023; Cao et al. PJ, 2024; Jia et al. ME，2024）。在本研究中，作者发现盐胁迫可以增加丹参内源JA的含量，通过全基因组分析在丹参中鉴定了一个响应MeJA和NaCl处理的胁迫相关蛋白(SmSAP4)，发现SmSAP4负调控丹酚酸的合成并正调控丹参酮的合成。为了进一步探究SmSAP4是否参与植物应对盐碱胁迫，发现在丹参中过表达SmSAP4的丹参毛状根对盐胁迫的耐受性降低，而RNA干扰的毛状根对盐胁迫具有相反的作用。说明SmSAP4是参与丹参的抗盐胁迫。同时，作者研究发现SmbHLH37和SmERF73分别调控SmSAP4的表达。发现SmJAZ3抑制SmbHLH37和SmERF73对SmSAP4的上调作用，外源添加MeJA使SmJAZ3降解，释放SmbHLH37进而上调SmSAP4表达。SmJAZ8抑制SmbHLH37对SmSAP4的上调，而外源添加MeJA时由于SmJAZ8缺失LPIARR基序而抑制了降解，无法释放SmbHLH37。
综上所述，该研究阐明了SmJAZs-SmbHLH37/SmERF73-SmSAP4模块介导JA平衡丹参药用活性成分和耐盐性的分子机制，这为今后应用基因工程培育优质、抗胁迫的丹参品种他提供了理论基础。
图1 SmJAZs-SmbHLH37/SmERF73-SmSAP4模块介导JA信号通路平衡丹参药用活性物质的生物合成和耐盐性的模型图
西北农林科技大学生命科学学院博士研究生吕兵兵、已毕业硕士生邓淮钰和吉林省农业科学院魏嘉助理研究员为论文共同第一作者。西北农林科技大学生命科学学院麻鹏达副教授和董娟娥教授为论文共同通讯作者。西北农林科技大学硕士研究生冯俏俏、刘博，本科生左安琪、柏亦辰和刘晶莹副教授也参与了部分工作。该研究得到了国家自然科学基金面上项目和吉林省自然科学基金项目的资助。
如有投稿、建议、交流或发现违法、侵权、不良信息等，请发送邮件至yyzwyjqy@163.com与我们联系。
