植物衰老是指导致细胞,器官或整个植株的生命功能衰退并最终死亡的过程,在植物的整个生命周期中起着重要作用,其中叶片衰老是植物衰老的重要指标。在叶片衰老过程中,衰老部位的营养物质和能量转移到正在发育的组织和储存器官中,使衰老部位的营养物质和能量得到充分利用,这在植物的发育生物学中有重要意义。已有研究表明,在促进叶片衰老过程中,茉莉酸（Jasmonic acid,JA）是重要的信号分子,同时H₂O₂也起着重要的作用,但是,它们在促进叶片衰老过程中是否存在协调作用尚不明确。我们的研究结果显示,在叶片衰老过程中,JA信号途径的核心转录因子MYC2（helix-loop-helix transcription factor）直接结合CAT2（catalase 2）启动子并抑制其表达从而促进H₂O₂积累,导致叶片衰老。本论文获得的主要实验结果如下:1.茉莉酸诱导H₂O₂的积累促进叶片衰老在本论文中我们外源施加茉莉酸甲酯（Me JA）显著促进野生型拟南芥叶片的衰老,导致叶绿素含量降低、离子泄漏率升高、衰老相关基因SAGs（senescence-associated genes）,SAG12、SAG13、SAG29和SAG113的表达升高,光合作用相关的基因CAB1（CHLOROPHYLL A/B BINDING PROTEIN1）和RBCS（RIBULOSE BISPHOSPHATE CARBOXYLASESMALL CHAIN）的表达抑制。同时3,3-二氨基联苯（DAB）染色实验结果显示Me JA处理的叶片中H₂O₂积累量显著增加。而碘化钾（potassium iodide,KI）或还原性谷胱甘肽（glutathione,GSH）能显著清除Me JA诱导的H₂O₂积累,并延缓叶片衰老的发生,这些结果表明JA可以促进叶片衰老过程中H₂O₂的积累。2.衰老叶片中JA通过MYC2诱导H₂O₂积累Me JA处理后,myc2突变体比野生型拟南芥晚衰老并且积累较少的H₂O₂,而外源施加H₂O₂显著促进myc2突变体叶片衰老,增加H₂O₂积累,提高衰老相关基因SAG12、SAG13、SAG29和SAG113的表达,抑制光合作用相关基因CAB1和RBCS的表达,表明JA诱导H₂O₂积累时需要MYC2。3.衰老过程中MYC2与CAT2启动子直接结合并抑制其表达q RT-PCR实验结果显示,外源施加Me JA时,野生型拟南芥叶片中CAT2表达,CAT2蛋白积累和过氧化氢酶活性被显著抑制,而在myc2突变体中抑制程度较低,这些结果表明在衰老过程中JA调控叶片衰老是通过MYC2抑制CAT2的表达。通过进一步分析CAT2启动子的序列发现CAT2启动子上游有三个MYC2结合位点,分别为G1、G2和G3,于是我们利用GFP抗体和35S::MYC2-GFP转基因株系进行染色质免疫沉淀（chromatin immunoprecipitation assay,Ch IP-q PCR）实验,结果表明MYC2能结合CAT2启动子上的G1位点。此外,我们也通过凝胶阻滞实验（electrophoretic mobility shift assay,EMSA）证明MYC2可以直接结合CAT2的启动子。这些实验结果表明MYC2直接结合到CAT2启动子并抑制其表达。综上所述,我们的研究结果表明,JA通过MYC2结合CAT2启动子并抑制其表达来提高叶片中H₂O₂的积累,从而促进拟南芥叶片的衰老。