茉莉酸（JAs）是一种脂质衍生激素，在抵御食草动物和坏死性病原体侵害以及介导植物对机械损伤响应方面发挥重要作用。另外，JAs可通过MYC2转录因子负调控根系分生组织活性、细胞分裂和伸长以及抑制初生根的生长；JA途径参与诱导次生代谢产物的生物合成，这对植物防御具有重要作用。在拟南芥中，JAs还可调节鞘脂（Sphingolipids）代谢。植物鞘脂是重要的膜成分和生物活性分子，并在植物防御坏死性病原体入侵和食草动物摄食中起重要作用。鞘脂由神经 骨架组成，其中脂肪酸通过 键连接到鞘氨醇类长链碱基（LCB）。课题组之前研究发现，外源茉莉酸 （MeJA）处理后拟南芥中神经 的水平增加。LCBs和神经 在植物防御坏死性病原体中起关键作用。然而，鞘脂对昆虫或机械损伤响应的研究仍处于起步阶段。
神经 酶将神经 水解为LCBs，通过调节神经 、鞘氨醇等在哺乳动物和酵母细胞反应中发挥重要作用。拟南芥基因组编码一个碱性神经 酶ACER和三个中性神经 酶NCER1、NCER2和NCER3。后续报道显示，拟南芥TURGORREGULATIONDEFECT1（TOD1）同样编码碱性神经 酶。ACER在植物生长和胁迫响应中发挥作用，其功能缺失突变体acer-1和RNA干扰株系amiR-ACER-1中的神经 水平升高，LCB水平降低；对丁香假单胞菌（Pseudomonassyringae）的敏感性增加，且acer-1突变体中水杨酸依赖的病程相关（PR）基因的表达水平降低。因此，推测ACER可能也在JA介导的植物防御中发挥作用。
年4月18日，JournalofExperimentalBotany在线发表了中山大学生命科学学院姚楠教授课题组题为“TheArabidopsisalkalineceramidaseACERfunctionsindefenseagainstinsectherbivory”的研究论文，黄骊群博士为本文 作者。该研究发现食草动物摄食影响拟南芥鞘脂代谢；碱性神经 酶ACER受JA信号调控，其功能缺失增强了植物对甜菜夜蛾的抗性以及对机械损伤和外源JA的响应。
本研究中，甜菜夜蛾（Spodopteraexigua）的摄食影响拟南芥鞘脂代谢，导致LCB、神经 和 神经 水平增加，该过程诱导的积累依赖于JA信号通路。拟南芥ACER功能缺失导致神经 和LCB水平分别增加和降低，且增强了植株对甜菜夜蛾的抗性以及对机械损伤的响应（图1）。
图1.ACER功能缺失增强了植物对甜菜夜蛾的抗性在MeJA处理下，acer-1突变体与WT相比表现出更严重的根系生长抑制和更高的花青素积累，表明ACER缺失增加了对JA的敏感性，并且ACER在JA介导的根系生长和次生代谢中发挥作用。进一步验证发现，JA通过MYC2转录因子负调控ACER转录。综上，ACER参与介导JA相关的植物生长和防御，而JA参与调控ACER表达。
图2.ACER在JA介导的植物生长和防御中的工作模型。神经 酶ACER、NCERs和TOD1将神经 分解为长链碱基（LCBs）和脂肪酸（FAs）。外源MeJA处理、昆虫取食或机械损伤激活拟南芥JA信号通路，该通路通过MYC转录因子参与介导鞘脂代谢和神经 酶基因的表达。ACER在植物防御食草动物和对机械损伤的响应中发挥重要作用，影响JA通信号路并在JA介导的根系生长和次级代谢中发挥作用。该研究得到了国家自然科学基金（，）和广东省自然科学基金（B，A）项目的资助。
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