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　　許多植物在受到昆蟲的啃食后，會大量合成蛋白酶抑制劑（protease inhibitor）。蛋白酶抑制劑能高水平的抑制害蟲體內(nèi)的消化酶，被認(rèn)為是植物抵御害蟲的一種重要的天然防御手段。因?yàn)槔ハx的啃食會快速激活植物體內(nèi)的茉莉酸信號系統(tǒng)，而且目前大多分離到的蛋白酶抑制劑基因均受到茉莉酸的調(diào)控，因此目前普遍的觀點(diǎn)是茉莉酸信號是調(diào)控蛋白酶抑制劑合成的最主要的信號分子。但是，植物體內(nèi)是否存在別的信號調(diào)控的蛋白酶抑制劑仍然未知。 

　　中國科學(xué)院昆明植物研究所功能基因組學(xué)與利用團(tuán)隊吳勁松研究組以漸狹葉煙草為材料，綜合利用了分子生物學(xué)、生物化學(xué)等多學(xué)科的手段，發(fā)現(xiàn)了一個輕微受茉莉酸信號調(diào)控，但是基本受到轉(zhuǎn)錄因子WRKY3及WRKY6調(diào)控的Kunitz型蛋白酶抑制劑基因NaKTI2。該基因編碼的蛋白具有典型的Kunitz型蛋白酶抑制劑的結(jié)構(gòu)域，而且本式煙瞬時超表達(dá)的結(jié)果顯示它具有較高的蛋白酶抑制劑活性。該基因沉默后，植物上的害蟲生長得更好，存活率更高。 

　　該研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)植物受到害蟲啃食時，茉莉酸信號途徑被激活，其調(diào)控了土豆II型家族的蛋白酶抑制劑基因NaPI的表達(dá)；與此同時，NaWRKY3和NaWRKY6兩個轉(zhuǎn)錄因子也被激活并調(diào)控了Kunitz型蛋白酶抑制劑基因NaKTI2的表達(dá)；最終NaKTI2和NaPI兩種不同類型的蛋白酶抑制劑基因的大量表達(dá)，共同提高了蟲害啃食后植物葉片的蛋白酶抑制劑的活性（見下面工作模型圖）。該研究揭示了植物中基于胰蛋白酶抑制劑防御反應(yīng)調(diào)控的復(fù)雜性，為植物抵御害蟲信號網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建提供了基礎(chǔ)。 

　　目前，該研究成果以“NaKTI2, a Kunitz trypsin inhibitor transcriptionally regulated by NaWRKY3 and NaWRKY6, is required for herbivore resistance in Nicotiana attenuata”為題在線發(fā)表在植物學(xué)經(jīng)典期刊Plant Cell Reports雜志上。云大和昆明植物所聯(lián)合培養(yǎng)的研究生殷敏為論文的第一作者，吳勁松研究員為通訊作者。該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金等的資助。 

　　文章鏈接 

昆蟲啃食下植物調(diào)控蛋白酶抑制劑活性的工作模型