昆明植物所探索植物響應AHL信號刺激的內在機制

　　一氧化氮（NO）與過氧化氫（H2O2）作為植物內重要的第二信使，調控植物對復雜環境的生理適應。環鳥苷酸(cGMP)也是一類重要的信號物質，參與一氧化氮與過氧化氫信號介導的諸多生理響應過程，但是在植物響應逆境刺激過程中NO、H2O2與cGMP 之間的精細網絡調控尚需進一步探索。

　　AHL (N-acylhomoserine lactone, 酰基高絲氨酸內酯) 是一類細菌群體感應效應分子；所謂“群體感應效應(Quorum-sensing)”，是指細菌通過釋放小分子物質如AHL，同其他細菌交流，并且在細菌達到臨界數量后，這些小分子物質就會抑制細菌的進一步繁殖，從而維持菌群數量在一定的范圍內。許多革蘭氏陰性菌都是利用這種效應來控制自身菌群的數量。最近的研究結果表明，AHL信號分子不僅在控制細菌繁殖過程中起作用，它們在致病菌-植物互作以及植物的生長發育過程中都起到重要的調控作用，但是植物響應AHL信號刺激的內在機制至今缺乏深入研究。

　　中國科學院昆明植物研究所胡向陽研究組和楊永平研究組利用綠豆下胚軸作為植物模型，研究了AHL信號分子調控植物不定根發育過程中的內在機制，結果表明：AHL明顯促進了綠豆下胚軸的不定根發育，并且不同AHL分子的側鏈長度與側鏈取代基團影響AHL的促進效應，其中3-O-C10-HL的效應最為強烈；生理學實驗表明，3-O-C10-HL能夠有效地促進生長素的極性運輸從而促進不定根的發生，并且不同構象的AHL具有不同的促進生長素極性運輸的能力；3-O-C10-HL處理明顯地誘導了綠豆根部NO,H2O2與cGMP的積累；藥理學實驗結果表明，抑制3-O-C10-HL誘導NO與H2O2的產生同時也抑制了cGMP的積累與不定根的發生，同時抑制cGMP的積累也抑制了不定根的形成，但是對H2O2與NO的產生沒有顯著影響。

　　以上結果表明NO與H2O2聯合cGMP參與了AHL介導的不定根發生，并且H2O2與NO可能作用于cGMP的上游。

　　上述研究結果已于2012年2月正式發表于植物生理學專業期刊Plant Physiology。該研究得到中科院“百人計劃”和國家自然基金項目的資助。

AHL信號分子調控植物不定根發育過程中的內在機制研究