植物激素研究通常关注激素的合成、受体感知及下游信号转导。然而,对于需要在细胞核中发挥作用的激素受体而言,核质转运同样可能是影响激素信号转导及其生物学功能的重要环节。茉莉素(Jasmonate,JA)是植物抵御病原菌侵染、昆虫取食等胁迫的重要激素,其受体COI1主要在细胞核中发挥作用。然而,COI1如何从细胞质进入细胞核,以及这一过程如何影响茉莉素反应,此前仍不清楚。
2026年10月10日,青海大学生态环境工程学院教师和建芳、北京林业大学汪姣姣副教授团队与清华大学谢道昕院士团队合作,在Plant Communications期刊在线发表题为 “An importin-α IMA8 facilitates nuclear import of COI1 to promote jasmonate-mediated defense responses in Arabidopsis”的研究论文。该研究揭示了核转运受体IMA8通过促进茉莉素受体COI1的入核进而调控茉莉素反应,为理解植物激素信号的空间调控提供了新的角度。
研究团队首先通过拟南芥核转运受体相关突变体筛选,发现Importin-α家族成员IMA8在茉莉素响应中发挥正调控作用。进一步研究表明,IMA8能够与COI1直接结合,COI1的核定位信号(NLS)及IMA8的C端结构域(CTD)在二者相互作用中发挥重要作用。结合核孔蛋白水凝胶体外转运实验及核质分离技术,研究人员证实IMA8能够促进COI1入核;IMA8突变显著降低COI1的核内积累,并削弱部分COI1依赖的茉莉素响应基因的表达。遗传与表型分析进一步支持了这一机制。与野生型相比,ima8突变体对茉莉素诱导的根生长抑制反应减弱,对灰霉菌的抗性下降。在野生型背景中,COI1过表达能够增强植物的茉莉素敏感性及灰霉菌抗性,而这些效应在ima8突变体背景中明显减弱,表明IMA8介导的入核是COI1充分发挥功能的重要环节。

IMA8促进COI1入核调控茉莉素反应的模式图
综上,该研究揭示了核转运受体IMA8通过促进COI1入核调控茉莉素反应的分子机制。同时也表明,除受体感知和下游转录调控外,受体进入细胞核的过程也是影响激素信号转导的重要环节,为进一步解析核质转运与植物激素信号、免疫反应之间的联系提供了依据。
青海大学生态环境工程学院为该论文的第一署名单位,青海大学校聘副教授和建芳和清华大学生命科学学院博士生苏颜琦为共同第一作者,北京林业大学汪姣姣副教授、清华大学单晓昳副研究员、清华大学谢道昕教授和青海大学和建芳为通讯作者。清华大学刘小康和岑俊烯参与了该研究。该研究得到国家自然科学基金和北京林业大学高层次人才引进科研基金的支持。