[发明专利]一种植物茉莉酸途径抑制剂的应用

说明书

一种植物茉莉酸途径抑制剂的应用，属于植物化学生物学技术领域。本申请一方面提供了异喹啉类化合物lyn3在抑制植物茉莉酸途径相关基因表达中的应用，另一方面提供了lyn3在调控植物黄酮类防御化合物积累以及在调控茶树抗虫性上的应用。本发明为茶树抗虫性研究提供了新思路。

技术领域

本发明属于植物化学生物学技术领域，具体涉及一种植物茉莉酸途径抑制剂的应用。

背景技术

在自然界中，植食性昆虫以植物为食，其暴发成灾常给农作物生产带来严重的影响。在长期的进化过程中，植物进化出了复杂的防御系统来抵御害虫的为害。其中，茉莉酸途径在调控植物抗虫反应中扮演着至关重要的角色。研究表明，植物在遭受植食性昆虫为害后，会迅速合成大量的茉莉酸，在茉莉酸-氨基酸合成酶(JAR)的催化下与异亮氨酸形成(+)-7-异-茉莉酸-L-异亮氨酸(JA-Ile)，JA-Ile与受体蛋白COI1-JAZ1结合，激活下游防御相关基因的表达，进而合成防御相关化合物，包括蛋白酶抑制剂(PIs)和有毒的次级代谢物等。

模式植物茉莉酸途径相关基因突变体的构建和应用极大地大推动了植物茉莉酸信号途径作用机制的研究。然而，相关基因的冗余性和大多数非模式植物遗传转化体系的缺乏仍严重制约着茉莉酸信号途径的进一步研究，尤其是木本植物。化学生物学的发展为茉莉酸途径的研究提供了新视角。例如，茉莉酸异亮氨酸的结构模拟物-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学结构修饰物反而降低了它们的有效性。随着人们对茉莉酸异亮氨酸与茉莉酸途径受体COI1-JAZ结合模式的深入理解，使得基于受体结构合理设计茉莉酸途径的调控剂成为可能。例如，冠菌素-O-甲基氧肟通过甲基肟基团阻断与JAZ蛋白相互作用的酮基团来阻止COI1-JAZ相互作用。基于COR立体异构体设计的苯氧肟衍生物，选择性地与COI1和不同JAZ相互作用，增强拟南芥对病原菌抗性的同时，并不影响其生长。近年来，计算机辅助设计也被应用到新型茉莉酸调控剂的发现中。已有研究基于COI1结构，筛选得到两个茉莉酸的类似物ZINC27640214和ZINC43772052。分子动力学模拟发现它们与COI1的结合力比茉莉酸强。然而，上述小分子化学化合物的使用对象大多为拟南芥等模式植物，针对非模式植物设计的茉莉酸途径调控剂尚鲜见报道，尤其是在调控作物抗虫性的利用方面。

茶树是世界上最重要的木本经济作物之一。灰茶尺蠖是咀嚼式口器害虫，以幼虫取食茶树叶片为害，暴发成灾时，可将嫩叶、老叶甚至嫩茎全部吃光，对茶叶产量影响极大。业已证明，茉莉酸途径是茶树体内重要的抗虫途径之一。灰茶尺蠖幼虫为害可通过激活茶树茉莉酸途径而提高茶树的抗虫能力，表现为相关基因表达量上调、茉莉酸和茉莉酸-异亮氨酸含量升高，以及防御相关化合物的累积，等等。进而，我们的研究结果还发现外用茉莉酸喷施处理可提高茶树对灰茶尺蠖的抗性。然而，茶树遗传转化体系的缺失严重制约了茶树抗虫机制的解析。因此，设计、筛选和鉴定出可调控茶树抗虫性的化学小分子化合物就显得尤为迫切。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本申请的目的在于设计提供一种植物茉莉酸途径抑制剂的应用的技术方案。

本申请具体通过以下技术方案实现：

本申请一方面提供了一种植物茉莉酸途径抑制剂lyn3在抑制植物茉莉酸途径相关基因表达中的应用，所述植物茉莉酸途径抑制剂lyn3的化学结构式为：

进一步，所述植物为拟南芥或茶树。

本申请另一方面提供了一种植物茉莉酸途径抑制剂lyn3在调控植物黄酮类防御化合物积累中的应用。

进一步，所述植物为茶树，所述黄酮类防御化合物为紫云英苷，表儿茶素和表没食子儿茶素。

本申请另一方面提供了一种植物茉莉酸途径抑制剂lyn3在调控茶树抗虫性上的应用。

进一步，所述调控茶树抗虫性具体为调控茶树对灰茶尺蠖的抗性。