在長(cháng)期的演化過(guò)程中，植物獲得了復雜而精巧的機制調控可塑性生長(cháng)能力，以增強其對多變復雜環(huán)境的適應性。激素對于植物的新陳代謝、生長(cháng)發(fā)育和繁衍生息等各種生命活動(dòng)起重要調節作用。闡明植物激素的感知及其調控植物生長(cháng)發(fā)育和防御反應的機制，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(jiǎn)稱(chēng)“重大計劃”）對這一領(lǐng)域進(jìn)行了重點(diǎn)部署。通過(guò)該重大計劃的實(shí)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酯這兩類(lèi)重要植物激素的受體感知機制，系統地闡述了茉莉素調控植物生長(cháng)發(fā)育和防御反應的信號傳導機制；在生命科學(xué)領(lǐng)域首次揭示了新型的“配體—受體”不可逆識別規律。

　　茉莉素對于植物的生命活動(dòng)起重要的調控作用，不僅調控植物對病蟲(chóng)和非生物逆境的防御反應，還調控植物育性和衰老等多種生長(cháng)發(fā)育過(guò)程。植物如何感知茉莉素是半個(gè)多世紀以來(lái)一直懸而未決的重大科學(xué)問(wèn)題。謝道昕課題組發(fā)現了一種被命名為“COI1”的蛋白是茉莉素的受體，這對茉莉素信號轉導的研究具有深遠影響。

　　對于茉莉素信號傳導過(guò)程，謝道昕課題組闡明了一系列關(guān)鍵轉錄因子所組合產(chǎn)出的各種蛋白復合體在茉莉素途經(jīng)中的重要作用，從而揭示了茉莉素調控植物抗病抗蟲(chóng)反應、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，茉莉素途徑的核心轉錄因子MYC2通過(guò)與轉錄中介體亞基MED25的互作實(shí)現與RNA聚合酶的“溝通交流”，從而特異性地調控茉莉素響應基因的表達。他們還揭示了轉錄因子利用“降解促進(jìn)激活”調控防御反應這一在生物界保守的新機制。

　　作為一種適應性生長(cháng)機制，茉莉素在激活防御反應的同時(shí)也調控諸多生長(cháng)發(fā)育過(guò)程，然而，植物抗性和生長(cháng)發(fā)育之間常存在負相關(guān)。謝道昕課題組發(fā)現了茉莉素介導植物防御反應的重要調控因子JAV1，遺傳操作JAV1可以顯著(zhù)提高植物抗蟲(chóng)抗病性、但不影響植物生長(cháng)發(fā)育，揭示了一種新的植物體平衡生長(cháng)發(fā)育與防御反應過(guò)程的分子機制。李傳友課題組對蕃茄基因Spr8進(jìn)行遺傳操作也可以打破植物抗性和生長(cháng)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用前景，為開(kāi)辟病蟲(chóng)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)現茉莉素通過(guò)差異性地調控生長(cháng)素合成和極性運輸促進(jìn)側根發(fā)生，同時(shí)抑制主根生長(cháng)，這一過(guò)程還改變了根尖干細胞的結構和功能。茉莉素與赤霉素互作調節植物表皮毛形成和植物育性。研究人員還發(fā)現，茉莉素途徑轉錄因子MYC2與乙烯途徑轉錄因子EIN3的互作介導了茉莉素與乙烯拮抗反應的分子機制。這些研究闡述了茉莉素與其它激素互作調控植物抗性反應和生長(cháng)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(cháng)篇綜述專(zhuān)文總結謝道昕和李傳友團隊的系統性工作，指出“這些杰出的研究既加深了人們對茉莉素調控植物發(fā)育和適應性機理的認識，又具有重要的應用前景”。