水杨酸3-羟化酶通过介导水杨酸的代谢调节阿拉伯芥叶片的寿命

植物激素水杨酸（SA）在植物防御、应激反应和衰老中发挥着关键作用。虽然SA的生物合成已有充分理解，但SA的代谢途径仍然不清楚。在这里，我们报告了一种参与叶片衰老过程中SA代谢的SA 3-羟化酶（S3H）的鉴定和特征分析。S3H与衰老相关，并且可被SA诱导，因此它是SA水平在衰老过程中负反馈调节系统的关键部分。该酶将SA（Km为58.29 µM）转化为2,3-二羟基苯甲酸（2,3-DHBA）和2,5-DHBA，但在活体内仅产生2,3-DHBA。s3h敲除突变体无法生成2,3-DHBA糖结合物，积累非常高水平的SA及其糖结合物，并表现出提早衰老的表型。相反，功能增强的植物具有高水平的2,3-DHBA糖结合物和极低水平的SA及其糖结合物，并显示出显著延长的叶片寿命。本研究揭示了一种优雅的SA代谢机制，通过将SA转化为2,3-DHBA来防止SA的过量积累，从而调节植物内的SA水平。该研究还提供了强有力的分子遗传证据，证明SA在调节叶片衰老的发生和速率方面具有重要作用。