[發明專利]一種植物茉莉酸途徑抑制劑的應用

有效

• 申請號: 202111247315.2
• 申請日: 2021-10-26
• 公開（公告）號: CN114051856B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 孫曉玲;藺松波
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院茶葉研究所
• 主分類號: A01N37/42
• 分類號: A01N37/42;A01G7/06;A01G17/00
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 沈淵琪

一種植物茉莉酸途徑抑制劑的應用，屬于植物化學生物學技術領域。本申請一方面提供了異喹啉類化合物lyn3在抑制植物茉莉酸途徑相關基因表達中的應用，另一方面提供了lyn3在調控植物黃酮類防御化合物積累以及在調控茶樹抗蟲性上的應用。本發明為茶樹抗蟲性研究提供了新思路。

技術領域

本發明屬于植物化學生物學技術領域，具體涉及一種植物茉莉酸途徑抑制劑的應用。

背景技術

在自然界中，植食性昆蟲以植物為食，其暴發成災常給農作物生產帶來嚴重的影響。在長期的進化過程中，植物進化出了復雜的防御系統來抵御害蟲的為害。其中，茉莉酸途徑在調控植物抗蟲反應中扮演著至關重要的角色。研究表明，植物在遭受植食性昆蟲為害后，會迅速合成大量的茉莉酸，在茉莉酸-氨基酸合成酶(JAR)的催化下與異亮氨酸形成(+)-7-異-茉莉酸-L-異亮氨酸(JA-Ile)，JA-Ile與受體蛋白COI1-JAZ1結合，激活下游防御相關基因的表達，進而合成防御相關化合物，包括蛋白酶抑制劑(PIs)和有毒的次級代謝物等。

模式植物茉莉酸途徑相關基因突變體的構建和應用極大地大推動了植物茉莉酸信號途徑作用機制的研究。然而，相關基因的冗余性和大多數非模式植物遺傳轉化體系的缺乏仍嚴重制約著茉莉酸信號途徑的進一步研究，尤其是木本植物。化學生物學的發展為茉莉酸途徑的研究提供了新視角。例如，茉莉酸異亮氨酸的結構模擬物-冠菌素具有比茉莉酸更高的生物活性。然而，茉莉酸和冠菌素的化學結構修飾物反而降低了它們的有效性。隨著人們對茉莉酸異亮氨酸與茉莉酸途徑受體COI1-JAZ結合模式的深入理解，使得基于受體結構合理設計茉莉酸途徑的調控劑成為可能。例如，冠菌素-O-甲基氧肟通過甲基肟基團阻斷與JAZ蛋白相互作用的酮基團來阻止COI1-JAZ相互作用。基于COR立體異構體設計的苯氧肟衍生物，選擇性地與COI1和不同JAZ相互作用，增強擬南芥對病原菌抗性的同時，并不影響其生長。近年來，計算機輔助設計也被應用到新型茉莉酸調控劑的發現中。已有研究基于COI1結構，篩選得到兩個茉莉酸的類似物ZINC27640214和ZINC43772052。分子動力學模擬發現它們與COI1的結合力比茉莉酸強。然而，上述小分子化學化合物的使用對象大多為擬南芥等模式植物，針對非模式植物設計的茉莉酸途徑調控劑尚鮮見報道，尤其是在調控作物抗蟲性的利用方面。

茶樹是世界上最重要的木本經濟作物之一。灰茶尺蠖是咀嚼式口器害蟲，以幼蟲取食茶樹葉片為害，暴發成災時，可將嫩葉、老葉甚至嫩莖全部吃光，對茶葉產量影響極大。業已證明，茉莉酸途徑是茶樹體內重要的抗蟲途徑之一。灰茶尺蠖幼蟲為害可通過激活茶樹茉莉酸途徑而提高茶樹的抗蟲能力，表現為相關基因表達量上調、茉莉酸和茉莉酸-異亮氨酸含量升高，以及防御相關化合物的累積，等等。進而，我們的研究結果還發現外用茉莉酸噴施處理可提高茶樹對灰茶尺蠖的抗性。然而，茶樹遺傳轉化體系的缺失嚴重制約了茶樹抗蟲機制的解析。因此，設計、篩選和鑒定出可調控茶樹抗蟲性的化學小分子化合物就顯得尤為迫切。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本申請的目的在于設計提供一種植物茉莉酸途徑抑制劑的應用的技術方案。

本申請具體通過以下技術方案實現：

本申請一方面提供了一種植物茉莉酸途徑抑制劑lyn3在抑制植物茉莉酸途徑相關基因表達中的應用，所述植物茉莉酸途徑抑制劑lyn3的化學結構式為：

進一步，所述植物為擬南芥或茶樹。

本申請另一方面提供了一種植物茉莉酸途徑抑制劑lyn3在調控植物黃酮類防御化合物積累中的應用。

進一步，所述植物為茶樹，所述黃酮類防御化合物為紫云英苷，表兒茶素和表沒食子兒茶素。

本申請另一方面提供了一種植物茉莉酸途徑抑制劑lyn3在調控茶樹抗蟲性上的應用。

進一步，所述調控茶樹抗蟲性具體為調控茶樹對灰茶尺蠖的抗性。