aBIOTECH | 中国农业大学杜敏敏课题组综述茉莉酸信号通路负反馈调控机制

植物在复杂多变的自然环境中通过精密协调生长与防御响应，以维持最佳适应性。茉莉素(Jasmonates，JAs)作为一类重要的脂类衍生植物激素，其信号通路在整合生长发育与逆境应答方面发挥核心作用。茉莉酸信号通路通过平衡胁迫耐受性与资源再分配，使植物在面临生物或非生物胁迫时能够高效启动防御机制，同时避免过度牺牲生长潜力。系统解析茉莉酸信号通路，不仅有助于揭示植物适应性的内在规律，也可为作物抗逆、高产、稳产育种提供理论依据与基因资源，为应对全球气候变化背景下农业可持续发展提供策略方向。

近日，中国农业大学杜敏敏课题组在aBIOTECH 发表了题为"Robustness in jasmonate signaling: Mechanisms of concerted regulation and implications for crop improvement"的综述论文。该文章系统总结了茉莉酸生物合成、信号转导及其在生长发育与逆境响应中的调控机制，重点阐释了茉莉酸信号通路的负反馈调控如何维持茉莉酸响应的稳定性与特异性，并探讨了其在作物遗传改良中的应用潜力。

茉莉酸信号转导遵循典型的“去抑制模型”（图1），可划分为动态且有序的四个阶段：①抑制状态：在JA-Ile水平较低时，转录抑制子JAZ蛋白与茉莉酸核心转录因子MYC2互作，被招募至MYC2靶基因启动子区域，通过共抑制因子及表观修饰酶抑制其转录活性；②去抑制状态：细胞膜受体在感知危险信号（如植物细胞因子系统素）后，以未知机制迅速诱导JA-Ile合成，JA-Ile浓度升高会促使茉莉酸受体COI1与JAZ互作，通过泛素-蛋白酶体系统降解JAZ；③激活状态：JAZ降解后，MYC2与中介体亚基MED25的互作增强，进而招募RNA聚合酶Ⅱ及共激活因子至MYC2靶基因启动子，启动茉莉酸响应基因的表达；④衰减状态：MYC2在启动转录重编程的同时，诱导茉莉酸信号负调控因子的表达，在多层面精细下调响应强度。

图1. MYC2介导茉莉酸信号通路的动态调控

茉莉酸信号通过MYC2介导的负反馈机制适时削减信号的响应强度，防止信号通路的过度激活，具体包括（图1B）：①抑制上游系统素信号的激活：诱导系统素抑制性受体SYR2基因转录，SYR2与系统素激活性受体SYR1竞争结合共受体SERK3a，抑制SYR1–SERK3a功能复合物形成，减弱上游信号输入；②降低活性茉莉酸水平：诱导JA-Ile及其前体的降解酶表达，减少体内JA-Ile含量，从而削弱信号强度；③诱导合成转录抑制子JAZ：诱导JAZ基因转录，激活JAZ蛋白从头合成，新生JAZ与MYC2结合并招募共抑制子，重建对MYC2的转录抑制；④激活负调控转录因子MTB：激活转录因子MTB表达，该因子虽无转录激活功能，却能与MYC2竞争结合G-box基序，并与JAZ互作招募共抑制子，进一步抑制茉莉酸响应基因的表达。

综上，该反馈机制确保了茉莉酸信号通路的稳健性，精准协调了植物的生长与防御平衡，是植物适应自然环境的重要分子基础。

中国农业大学杜敏敏教授和博士后周科（现为海南大学副研究员）为论文通讯作者，博士后周科、博士生潘兵青、胡晓梦及崖州湾国家实验室韩天天博士为共同第一作者。四川农业大学李文皓博士对本文做出重要贡献。该研究获国家自然科学基金、北京市乡村振兴农业科技项目、中国农业大学“2115人才培育工程”项目、海南省自然科学基金和重点研发计划，以及果蔬园艺作物种质创新与利用全国重点实验室开放课题资助。

引用本文：

Zhou, K., Han, T., Pan, B. et al. Robustness in jasmonate signaling: mechanisms of concerted regulation and implications for crop improvement. aBIOTECH (2025). https://doi.org/10.1007/s42994-025-00244-1

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