在長期的演化過程中，植物獲得了復(fù)雜而精巧的機制調(diào)控可塑性生長能力，以增強其對多變復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)性。激素對于植物的新陳代謝、生長發(fā)育和繁衍生息等各種生命活動起重要調(diào)節(jié)作用。闡明植物激素的感知及其調(diào)控植物生長發(fā)育和防御反應(yīng)的機制，是植物生物學(xué)的前沿領(lǐng)域。

　　“植物激素作用的分子機理”重大研究計劃（以下簡稱“重大計劃”）對這一領(lǐng)域進行了重點部署。通過該重大計劃的實施，我國科學(xué)家取得了多項重大成果。在重大計劃的資助下，清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授謝道昕課題組在植物科學(xué)領(lǐng)域率先闡明了茉莉素和獨腳金內(nèi)酯這兩類重要植物激素的受體感知機制，系統(tǒng)地闡述了茉莉素調(diào)控植物生長發(fā)育和防御反應(yīng)的信號傳導(dǎo)機制；在生命科學(xué)領(lǐng)域首次揭示了新型的“配體—受體”不可逆識別規(guī)律。

　　茉莉素對于植物的生命活動起重要的調(diào)控作用，不僅調(diào)控植物對病蟲和非生物逆境的防御反應(yīng)，還調(diào)控植物育性和衰老等多種生長發(fā)育過程。植物如何感知茉莉素是半個多世紀以來一直懸而未決的重大科學(xué)問題。謝道昕課題組發(fā)現(xiàn)了一種被命名為“COI1”的蛋白是茉莉素的受體，這對茉莉素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的研究具有深遠影響。

　　對于茉莉素信號傳導(dǎo)過程，謝道昕課題組闡明了一系列關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子所組合產(chǎn)出的各種蛋白復(fù)合體在茉莉素途經(jīng)中的重要作用，從而揭示了茉莉素調(diào)控植物抗病抗蟲反應(yīng)、雄性不育、葉片衰老、花色素苷積累和表皮毛形成的分子機制。中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所發(fā)現(xiàn)，茉莉素途徑的核心轉(zhuǎn)錄因子MYC2通過與轉(zhuǎn)錄中介體亞基MED25的互作實現(xiàn)與RNA聚合酶的“溝通交流”，從而特異性地調(diào)控茉莉素響應(yīng)基因的表達。他們還揭示了轉(zhuǎn)錄因子利用“降解促進激活”調(diào)控防御反應(yīng)這一在生物界保守的新機制。

　　作為一種適應(yīng)性生長機制，茉莉素在激活防御反應(yīng)的同時也調(diào)控諸多生長發(fā)育過程，然而，植物抗性和生長發(fā)育之間常存在負相關(guān)。謝道昕課題組發(fā)現(xiàn)了茉莉素介導(dǎo)植物防御反應(yīng)的重要調(diào)控因子JAV1，遺傳操作JAV1可以顯著提高植物抗蟲抗病性、但不影響植物生長發(fā)育，揭示了一種新的植物體平衡生長發(fā)育與防御反應(yīng)過程的分子機制。李傳友課題組對蕃茄基因Spr8進行遺傳操作也可以打破植物抗性和生長發(fā)育之間的負相關(guān)，揭示了植物—病原菌互作的新機理。這些研究成果在植物保護方面具有重要應(yīng)用前景，為開辟病蟲害治理提供了新的策略。

　　茉莉素與其他植物激素之間還具有既協(xié)同又拮抗的相互作用。李傳友課題組發(fā)現(xiàn)茉莉素通過差異性地調(diào)控生長素合成和極性運輸促進側(cè)根發(fā)生，同時抑制主根生長，這一過程還改變了根尖干細胞的結(jié)構(gòu)和功能。茉莉素與赤霉素互作調(diào)節(jié)植物表皮毛形成和植物育性。研究人員還發(fā)現(xiàn)，茉莉素途徑轉(zhuǎn)錄因子MYC2與乙烯途徑轉(zhuǎn)錄因子EIN3的互作介導(dǎo)了茉莉素與乙烯拮抗反應(yīng)的分子機制。這些研究闡述了茉莉素與其它激素互作調(diào)控植物抗性反應(yīng)和生長發(fā)育的分子機制。

　　上述系列成果受到國際同行的高度關(guān)注。2014年，《植物細胞報告》雜志（PlantCellReport）發(fā)表長篇綜述專文總結(jié)謝道昕和李傳友團隊的系統(tǒng)性工作，指出“這些杰出的研究既加深了人們對茉莉素調(diào)控植物發(fā)育和適應(yīng)性機理的認識，又具有重要的應(yīng)用前景”。