植物抗虫性的产生是以消耗有限的资源为代价，当受到植食性昆虫为害时，植物会优先分配一部分资源用于防御，从而导致生长缓慢，这个现象也被称为植物生长-防御的权衡。前期研究表明这种权衡主要是由生长和抗性相关激素的互作来调控的。植食性昆虫取食主要激活了植物的茉莉酸（jasmonate, JA）信号途径，然而，JA如何调控虫害诱导的植物生长抑制还不清楚。近日，浙江大学昆虫科学研究所娄永根/李冉团队在国际知名期刊Plant Cell上发表了题为“Jasmonate-mediated gibberellin catabolism constrains growth during herbivore attack in rice”的研究论文，揭示了害虫为害抑制水稻生长的分子机制。
褐飞虱是水稻上一类重要害虫，严重影响水稻的产量。课题组在前期的研究中已经发现，褐飞虱为害显著激活水稻JA途径，并且JA正调控防御化合物的合成以及水稻对褐飞虱的抗性。同时，课题组还发现褐飞虱为害可以显著性抑制水稻的生长，通过转录组学以及化学分析表明，水稻赤霉素（Gibberellin, GA）的代谢途径被激活。两个GA代谢酶GA2ox3和GA2ox7可以把有活性的GA转变成没有活性的GA，并参与了褐飞虱为害诱导的水稻生长抑制。进一步研究发现JA正调控GA2ox3和GA2ox7介导的生长抑制，JA途径核心转录因子MYC2可以直接结合两个基因的启动子区域，进而调控这些基因的表达。并且在调控JA-GA互作方面，MYC2-GA2ox模块有别于传统认为的JAZ-DELLA模块。本研究发现了一种调控植物生长和防御权衡的新机制，即当受到褐飞虱为害时，水稻JA信号途径一方面调控防御的产生，另一方面通过激活GA的代谢途径削弱植物生长，从而更加合理和快速的分配有限的资源，该研究为培育高产又抗虫的水稻品种提供了重要理论基础。
