茉莉酸(jasmonic acid,JA)是一类重要的脂类衍生物植物内源激素，包括游离态的JA及茉莉酸甲酯(Methyl Jasmonate,MeJA)、茉莉酸-氨基酸[如茉莉酸异亮氨酸(JA-lle)]等JA衍生物和活性前体物质12-氧-植物二烯酸(12-oxo-phytodienoic acid,OPDA)，统称为茉莉酸类化合物，简称“茉莉素(JAs)”。JAs广泛存在于高等植物体中，参与植物生长发育的各个阶段及生物和非生物胁迫防御反应，首次发现于1962年，直至1980年该类化合物的生物活性才慢慢被揭开。
茉莉酸结构
茉莉酸属环戊烷酮类脂肪酸衍生物，其分子架构以环戊烷酮环为基本骨架，通过不饱和烯烃侧链延伸构成。该分子中C3和C7位点为手性中心，同时C3、C6、C7三个位点的氢原子具有较高反应活性，可在羟基化、氧化等修饰作用下形成4个具有互变关系的立体异构体，这些异构体的生物活性严格依赖于其空间构型的特异性排列，如游离态的JA、OPDA、MeJA、JA-lle等，其中，C3与C7手性中心的立体化学特征以及特定取代基团的引入方式，直接决定了这类化合物的生理功能表达。
茉莉酸生物合成与代谢
到目前为止，JAs的合成途径及合成过程中参与的各种酶越来越清晰，WasternackUS研究发现大部分植物体内合成JAs的途径都比较相似，起始于叶绿体膜的半乳糖(galactolipids,GL)所释放的亚麻酸(linonlenicacid,LA)为底物，分为2个阶段，依次发生于叶绿体、过氧化物酶体和细胞质中的一系列酶促反应(如图)。第1阶段，叶绿体中的脂肪酸去饱和酸酶(fatty acid desaturase,FAD)将磷脂中的二烯不饱和脂肪酸转换成三烯不饱和脂肪酸，磷酸酯酶A1将含三烯不饱和脂肪酸的磷脂水解成a-亚麻酸(a-LeA),a-LeA在丙二烯氧化物环化酶(Allene Oxide Cyclase,AOC)、丙二烯氧化物合酶(Allene Oxide Synthase, AOS)和脂氧合酶(Lipoxygenase,LOX)催化合成13S-氢过氧亚麻酸(13-HPOT),13-HPOT在AOS作用下产生中间产物氧化丙二烯(alleneoxide,AO)，随后AO在AOC作用下生成OPDA和脱氧甲基植物二烯酸(deoxymethylated vegetable dienic acid,dn-OPDA),OPDA也可经氧化转化形成dn-OPDA。第2阶段，OPDA从叶绿体被转运至过氧化物酶体中，经OPDA还原酶3(OPDA Reductase,OPR3)还原成8-(3-氧代-2(戊-2-烯基)辛酸(8-(3-Oxo-2-(pent-2-enyl)cyclopentyl)octanoic acid,OPC8)),并被OPC连接酶1(OPC-8:0CoA Ligase 1,OPCL1)激活，活化的OPDA经过3次区-氧化生成JA;dn-OPDA在过氧化物酶体中通过3次B-氧化转化为4,5-双脱氢茉莉酸(4,5-ddh-JA)，再由OPR2催化产生茉莉酸。茉莉酸形成后被转入至细胞质，在细胞质基质中被加工修饰成不同形式的JA，如MeJA、JA-Ile等，JA-Ile是植物体内最早发现并具有生物活性的茉莉酸形式，也是茉莉酸的主要活性形式[1]。
研究者已经确定在茉莉酸生物合成过程有许多关 键酶参与，LOX占据主要位置，只有LOX 氧化才能介导茉莉酸的生物合成，AOS、AOC对茉莉酸水平的调控也起重要作用。在细胞质中，茉莉酸通过脱羧、硫酸化、羟基化、羧基化、糖基化、甲基化和酯化等多种代谢途径，合成具活性（如，MeJA、JA-Ile）、部分活性和未知活性的JA衍生物，这些活性物质在各种植物体内行使特定生理功能。
应用研究
朱玲瑶等人探究了茉莉酸对涝害胁迫下柑橘嫁接苗生理特性的影响。[方法]以沃柑/枳壳,春见/枳壳和枳壳/枳壳为试材,以淹水为对照,对3种嫁接苗分别淹水后喷施100μmol/L茉莉酸(JA)处理,在第0、8、16和56天测定抗氧化酶活性、渗透调节物质含量、光合参数等指标。[结果]与淹水相比,100μmol/L茉莉酸使沃柑/枳壳叶片的SOD、POD和CAT活性分别增加29%、55%和28%;春见/枳壳叶片的SOD、POD和CAT活性分别增加47%、74%和50%;枳壳/枳壳叶片的SOD、POD、CAT活性增加19%、58%和36%。沃柑/枳壳、春见/枳壳和枳壳/枳壳的净光合速率分别增加90%、196%和86%。[结论]喷施100μmol/L茉莉酸能显著降低淹水胁迫下,沃柑/枳壳,春见/枳壳和枳壳/枳壳的丙二醛含量,提高柑橘抗氧化酶活性、渗透调节物质及光合能力,3种嫁接苗相比,春见/枳壳的耐涝性最强[2]。
参考文献
[1] 刘效纶,陈信波. 茉莉酸调控植物逆境胁迫的研究进展[J]. 湖南农业科学,2025(3):72-77. DOI:10.16498/j.cnki.hnnykx.2025.003.013.
[2] 朱玲瑶,吴清霞,王矞璐,等. 外源茉莉酸对淹水胁迫下柑橘幼苗生长的影响[J]. 四川农业大学学报,2026,44(3):659-665. DOI:10.16036/j.issn.1000-2650.202405452.