了解茉莉酸：激活拟南芥花瓣自噬的开关

器官发生是开花的一个重要方面，有助于揭示植物发育的关键过程，例如花器官的形成、生殖能力的获得以及导致种子和果实发育的脱落。

脱落是一种生理过程，涉及植物器官从植物主体脱落，虽然脱落似乎与传统的发育定义相反，但它对植物有显著的影响以及被子植物的种子传播。

此外，花瓣脱落依赖于新的 RNA 和，同时还伴随着细胞壁崩塌、细胞质和液泡减少，这表明它不仅仅是一个灾难性事件，而是一个主动控制的细胞过程。

值得注意的是，日本牵牛花等各种植物的花瓣基部细胞在囊泡数量和细胞质成分方面表现出明显变化，这暗示了一种称为“自噬”的过程（一种细胞内降解过程，允许细胞回收受损的细胞内成分）在花瓣脱落中的作用。然而，这些细胞变化如何在时空上受到调控并导致自噬仍然是一个持续的挑战。

为了解决这个问题，日本奈良先端科学技术大学院大学的山口伸敏和伊藤敏郎领导的研究小组使用了拟南芥 Col-0 和突变体/转基因系。研究，发表在期刊上自然通讯，超越传统的界限，利用先进的邻位连接分析（PLA）技术探索自噬。

研究人员采用了各种实验方法和分析来研究控制花瓣脱落的复杂机制，量化花瓣脱落的时间，并检查花瓣脱落时花朵的位置。

山口说：“我们的工作描述了一种植物激素介导的染色质状态转换，它控制着自噬的时空特异性激活，从而导致花瓣脱落的末端细胞分化。”

研究人员发现，负责指定雄蕊和心皮身份的基因 AGAMOUS 和(JA) 通过细胞分化促进花瓣基部的花瓣脱落。他们还发现了花瓣基部 JA 调节的染色质状态开关，该开关通过自噬指导局部细胞命运决定。

他们发现，在花瓣维持过程中，JA 信号的辅助抑制因子会在花瓣基部聚集，从而抑制 MYC 活性，导致 ROS 水平降低。但当 JA 在花瓣基部积累时，它会触发染色质重塑，从而使 MYC 因子能够促进染色质对下游靶标的可及性。

在这些靶标中，ANAC102 特异性地在脱落前聚集，从而增加 ROS 水平并诱导 ATG，从而触发自噬。诱导的花瓣基部调节成熟、液泡输送和自噬体的分解，以实现终末细胞分化。

总之，该研究对花瓣衰老机制提出了重要的认识，强调了 JA 通路在调节自噬体成熟和分解中的调节作用。

这项研究的见解超出了花瓣脱落这一主题，重点关注了发育、衰老和对环境线索的反应。山口解释说：“从我们的研究中获得的见解可以为提高花瓣脱落时间的可预测性和操控性铺平道路。这种控制花瓣脱落的灵活性和可逆性有望推动园艺和农业的进步。”