LoxD——植物抗虫免疫反应功能基因

在植物番茄中，过表达系统素前体（Prosystemin）基因的转基因植物（35S::PS）组成型地激活茉莉酸响应基因的表达，表明多肽信号分子系统素(Systemin)和植物激素茉莉酸(Jasmonic acid, JA)通过共同的信号转导途径调控植物对害虫的免疫反应。深入研究这一信号转导途径对于建立环境友好型的害虫防控策略具有重要意义。

最近，中科院遗传所李传友研究组等，通过对番茄免疫反应缺失突变体spr8 (suppressor of prosystemin-mediated response 8)的系统研究发现了在植物免疫反应中起重要作用的功能基因Spr8/TomLoxD。

通过Blast比对发现番茄TomLoxD基因和水稻OsLox6基因的氨基酸序列同源。

spr8突变体表现出一系列免疫反应缺陷的表型，包括对机械伤害不敏感、表皮毛分泌的萜类代谢物减少、对咀嚼式害虫棉铃虫和腐生型病原菌抗性降低等。图位克隆的结果表明Spr8编码脂氧化酶TomLoxD，是受伤诱导的茉莉酸合成途径的限速酶。

ChIP与EMSA的实验结果表明，TomLoxD基因的表达受JA信号途径中的转录因子SlMYC2的正反馈调控。遗传操作发现超表达Spr8/TomLoxD可以显著提高植物对害虫和腐生型病原菌的抗性。重要的是，这一研究发现过表达Spr8/TomLoxD特异性地提高了植物的免疫性而对生长发育没有不良影响，这与已经报道的茉莉酸途径的其它基因显著不同。这项工作表明Spr8/TomLoxD在植物保护方面有重要的应用前景。

本报道文章：Role of Tomato Lipoxygenase D in Wound-Induced Jasmonate Biosynthesis and Plant Immunity to Insect Herbivores，Plos Genetics

关于JA的Review：Jasmonates: biosynthesis, perception, signal transduction and action in plant stress response, growth and development. An update to the 2007 review in Annals of Botany，Annals of Botany，2013