写在前面
植物次生代谢物是植物与环境进行信息传递和物质交换的重要载体和媒介，是根际和叶际对话的主要驱动因子，也是植物响应外界生物和非生物胁迫的重要途径。研究表明，在遭受到生物或非生物胁迫后，植物会往环境中释放大量挥发性次生代谢物即挥发物。这些挥发物可以作为一种“预警信号（warning cues）”被相邻植物识别并用于判断周围的不利环境因子。当周围植物感知到“预警信号”后，会使自身迅速进入“预警状态（primed status）”，为后续可能遭受到的胁迫提前做好准备。当胁迫来临时，处于“预警状态”的植株会表现出更快的反应能力、更强的抗性和耐受性。尽管科学家们已发现多种挥发物具有预警功能，但大多数研究还主要集中在挥发物单一成分上，而自然界植物却是将多种挥发物以混合物的形式释放到环境中。迄今为止，植物究竟是否可以将不同种或不同类型的挥发物进行整合来综合判断环境中的胁迫情况、植物又是如何将外来的挥发物信号转化为自身的防御和抗性信号等还并不清楚。
浙江大学胡凌飞研究员应New Phytologist 邀请撰写Tansley Insight文章“Integration of multiple volatile cues into plant defense responses”（https://doi.org/10.1111/nph.17724）。该论文以植食动物诱导的挥发物为切入点，深入分析了植物整合多种挥发物的潜在分子机理。胡凌飞研究员为本文第一和通讯作者。
主要内容
作者在本文中综述了挥发物诱导植物防御和抗性的最新研究进展，并针对挥发物整合机理尚不明确的现状，提出了两个主要观点：
1、植物通过整合多种挥发物信号来提高对环境中胁迫判断的准确性
尽管已有大量研究表明，植物受到胁迫后释放的单一挥发物可以诱发植物的预警状态。作者认为，由于环境中的一些背景生物如土壤微生物等也可以释放出与植物挥发物相似甚至相同的物质，因此对植物而言，仅利用单一挥发物并不能准确地判断出环境中的胁迫信息。不同胁迫诱导的挥发物信息具有很强的时空特异性，如挥发物的种类、组成比例、释放速率、释放时间等均有很大差异。因而植物能将含有不同信息的挥发物进行整合识别，以此获得更丰富、更立体的环境信息，从而提高自身对周围胁迫判断的精准度。
2、植物在早期信号通路中将挥发物信号转化为防御和抗性信号
鉴于挥发物的高度多样性、复杂性以及植物受体的特异性，作者认为，挥发物的整合转化过程很可能不是发生在识别阶段，即并不是通过细胞表面的受体蛋白来进行信号整合。挥发物信号的整合和转化很可能是发生在细胞内相对保守的早期信号通路阶段，如丝裂原活化蛋白激酶通路（MAPK signaling）、钙离子信号通路（Ca2+ signaling）、WRKY转录因子等信号节点。整合和转化后的胞内信号通过茉莉酸、水杨酸、脱落酸等激素信号的crosstalk进一步巩固和增强，进而提高植物对环境胁迫的防御和耐受能力（图1）。
图1. 挥发物介导的植物防御信号通路模式图
写在后面
本文率先提出了植物整合和转化环境中挥发物信号的潜在分子机理，并认为该机理的阐明和证实将为植物间化学信号的传递、抗逆作物的改良提供基础理论支撑，同时为植物-生物互作领域指出了未来值得深入研究的主题和方向。
论文链接
https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.17724
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