Als pflanzliches Stresshormon spielt Jasmonsäure (JA) eine wichtige Rolle bei der Vermittlung der Widerstandsfähigkeit von Pflanzen gegen mechanischen Stress, Schädlingsbefall und pathogene Infektionen. Die Biosynthese von JA und die Expression von JA-Signalgenen werden bei Schädlingsbefall aktiviert. Die JA-Ile-Signalgebung kann jedoch auch von pathogenen Bakterien durch freigesetzte Effektoren, die die Salicylsäure-vermittelte Pflanzenimmunität antagonisieren, entführt werden. JA spielt auch eine wichtige Rolle in einer Vielzahl von Entwicklungsprozessen, einschließlich Blüte, Wurzelhaarentwicklung und Trichombildung. Frühere Studien haben gezeigt, dass JA Herbivore-Resistenzmerkmale in Tomaten vermittelt, indem es die Trichombildung fördert.
Eine Gruppe von hemmenden Proteinen namens JASMONATE ZIM DOMAIN (JAZ) und der allgemeine Corepressor TOPLESS interagieren physikalisch, um einen Repressionskomplex in der JA-Signalübertragung zu bilden. Bei Tomaten beeinträchtigt der Funktionsverlust von CORONATINE-INSENSITIVE1 (COI1) die JA-Signalgebung und kann die Bildung von Trichomen vom Typ VI gefährden. Darüber hinaus kann SlJAZ2 den Schlüsseltranskriptionsfaktor Woolly unterdrücken, um die Bildung von Tomatentrichomen zu regulieren. Obwohl sich Beweise für die Beteiligung der JA-Signalübertragung an der Trichombildung angesammelt haben, wurden mehrere nachgeschaltete Elemente noch nicht identifiziert, und der zugrunde liegende Mechanismus ist immer noch nicht vollständig geklärt.
Kürzlich fanden Wissenschaftler der Fujian Agriculture and Forestry University heraus, dass zwei C2H2-Zinkfingerproteine, H und HL, die JA-induzierte Trichombildung in Tomaten synergistisch regulieren. Sie fanden auch heraus, dass die spontane Mutante LA3172 schwere Defekte in der Trichomentwicklung aufwies. Der JA-Signalweg-Inhibitor SlJAZ2 unterdrückte die Aktivität von H und HL durch physikalische Interaktion und aktivierte dadurch den negativen Regulator der Trichombildung THM1.
„Wir haben ein Homolog von H (Hair) namens Hair-like (HL) geklont, das die Bildung langer Trichome in Tomaten positiv reguliert. Der Funktionsverlust von H und HL führte zum Fehlen langer Trichome in allen Geweben. Wir Weiterhin wurde festgestellt, dass die H/HL-Funktion für die JA-induzierte Trichombildung wesentlich ist, bei der die H/HL-Aktivität normalerweise durch JAZ2 unterdrückt wird.In Gegenwart von JA unterdrückt eine hohe H/HL-Aktivität die Expression von THM1, einem R2R3-MYB-Transkriptionsfaktor, der die Trichombildung negativ reguliert“, sagte Prof. Wu. Diese Ergebnisse liefern neue Einblicke in den Mechanismus der Trichombildung als Reaktion auf stressinduzierte JA-Signale in Tomaten.
Die Studie wurde veröffentlicht in Gartenbauforschung.
Bing Hua et al., H und HL regulieren synergistisch die durch Jasmonat ausgelöste Trichombildung in Tomaten, Gartenbauforschung (2022). DOI: 10.1093/hr/uhab080
Bereitgestellt von der Nanjing Agricultural University The Academy of Science