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植物如何對非常微弱的機械性刺激——觸碰做出響應是非常有趣的科學問題。含羞草、捕蠅草等植物在被觸碰后會迅速做出運動響應，而大多數植物對觸碰的響應需要經過一段時間才能觀察到。研究發現，用毛刷觸碰擬南芥的每個葉片10次以上，將這種處理每天進行2次并持續2周后，就能觀察到植物生長明顯受到抑制：表現為葉片綠色加深、蓮座直徑變小以及開花延遲。植物由于觸摸刺激而產生的形態上的變化被稱為接觸性形態建成(thigmomorphogenesis)。接觸性形態建成具有重要的生態學意義，長期的接觸性刺激使植物高度變矮，但也擁有更加粗壯的莖稈，對病蟲害的抗性也隨之增強。利用接觸性刺激增加農作物的抗性和產量其實早被廣大勞動人民廣泛采用。稻田養鴨不僅除去了雜草和害蟲，鴨子的踩踏和活動刺激水稻分蘗旺盛，有效穗數大大增加。在日本，人們還有踏麥(mugifumi)的習俗，目的是使麥苗長得更粗壯、產量更高。

然而，人們對于接觸性形態建成的分子機理認識還非常有限。已有的研究表明，觸碰后植物中赤霉素水平降低是植物生長被抑制的直接原因。此外，植物激素茉莉酸途徑也正向調控接觸性形態建成。那么，是否還有其它的激素路徑參與調控接觸性建成?茉莉酸途徑與赤霉素途徑是否有聯系?中國科學院昆明植物研究所植物與其它生物互作專題組發現，擬南芥被觸碰后很多乙烯途徑基因的轉錄水平快速變化，植物釋放更多的乙烯，積累更多的信號傳遞關鍵蛋白ETHYLENE INSENSITIVE3 (EIN3)，說明乙烯途徑很可能參與調控接觸性形態建成。進一步的乙烯途徑突變體遺傳分析及生化實驗表明：乙烯途徑負調控接觸性形態建成，EIN3蛋白通過結合在赤霉素降解基因GIBBERELLIN 2-OXIDASE8(GA2ox8)啟動子的ATGCAT基序，抑制該基因的表達，阻止觸碰刺激后活性赤霉素GA4含量的進一步降低。此外，該團隊還發現了茉莉酸與赤霉素途徑之間的聯系：茉莉酸途徑的核心轉錄因子MYC2與的另一個赤霉素降解基因GA2ox7的啟動子的G-box元件結合，使該基因在植物受到觸碰后高表達，從而引起GA4水平下降，植物產生生長受抑制表型。該研究所揭示的茉莉酸和乙烯一正一負調控赤霉素代謝基因、精細控制觸碰后植物生長發育的分子機理，加深了人們對于接觸性形態建成的理解，在農業生產中也具有潛在的應用價值。

近日，相關研究成果以Ethylene and jasmonate signaling converge on gibberellin catabolism during thigmomorphogenesis in Arabidopsis為題在線發表于Plant Physiology上，王蕾副研究員為論文第一作者,吳建強研究員為該論文的通訊作者。該研究得到國家自然科學基金(31770301, 31470382)的支持。