近日，中国热科院生物所揭示了ScWRKY6-ScSAG39-ScPR1模块调控甘蔗免疫稳态新机制。该研究系统阐明了甘蔗转录因子ScWRKY6与其互作蛋白半胱氨酸蛋白酶ScSAG39，正通过一场精彩的“核内博弈”，主导着关键防御基因ScPR1的开关，为理解植物免疫稳态提供了全新视角。

甘蔗（Saccharum spp.）是全球糖与生物能源的重要作物，但其生产饱受真菌病害威胁。揭示植物如何精准调控免疫反应，维持“攻防平衡””，是一大科学难题。

ScWRKY6：被病害激活的“防御指挥官”。研究团队首先鉴定出ScWRKY6是一个能被黑穗病、梢腐病和褐条病等多种真菌病害显著激活的转录因子。它定位于细胞核，并能促进活性氧（ROS）积累，扮演着正向防御调控的角色。为深入探究，研究人员在水稻中过表达ScWRKY6，在接种稻瘟菌后，转基因水稻叶片的病斑更少、防御基因OsPR1表达更高，证明其在不同作物中仍能高效提升抗病性。转录组分析进一步揭示，ScWRKY6能大规模激活植物免疫通路及抗病基因，重塑调控网络，构筑起一道坚固的防御阵线。

精准打击：直控防御核心基因ScPR1。研究团队克隆了水稻关键防御基因OsPR1的同源基因ScPR1的启动子，发现其含有两个典型的W-box元件。通过一系列坚实的证据链表明ScWRKY6是通过直接结合ScPR1启动子的其中一个W-box元件，精准启动植物防御反应的核心环节，从而实现精确调控免疫。

ScSAG39：发现竞争性“刹车”蛋白。研究发现防御并非越强越好。与ScWRKY6相反，其互作蛋白半胱氨酸蛋白酶ScSAG39在病原菌侵染后表达下调，其过表达会削弱植物的防御反应，表明它是一个负向调控因子。研究发现ScSAG39通过互作，将ScWRKY6“扣押”在细胞质，限制其进入细胞核工作；ScSAG39与ScPR1的启动子“争夺”ScWRKY6上的同一个结合位点，第310位赖氨酸，从而阻断其转录激活功能。

综上所述，该研究证实了甘蔗ScWRKY6在增强真菌病害抗性方面的积极作用。ScWRKY6作为正向调控因子，直接激活ScPR1表达，而ScSAG39作为“刹车”元件，通过调控ScWRKY6亚细胞定位及竞争其DNA结合位点，实现免疫响应的动态平衡。该机制为理解植物免疫稳态提供了新的视角，并为甘蔗抗病遗传改良提供了潜在靶点。

图1. ScWRKY6-ScSAG39-ScPR1模块调控甘蔗免疫稳态的分子机制

该研究成果以“ScWRKY6 interacts with ScSAG39 to regulate immune homeostasis by transcriptional control of ScPR1”为题发表在《Plant Biotechnology Journal》。中国热科院生物所/福建农林大学联合培养博士研究生臧守建为该论文的第一作者。中国热科院甘蔗研究中心主任/热带作物生物育种全国重点实验室/中国热科院生物所/三亚研究院阙友雄研究员、吴期滨副研究员和河南大学祝英方教授为共同通讯作者。中国热科院甘蔗研究中心科研骨干王东姣助理研究员和孙婷婷副研究员，以及福建农林大学农学院苏亚春副研究员、惠乾龙博士，在读博士生刘开胜、硕士生覃丽谦、吴故燃、崔世江和丁秋刚共同参与了本研究。本研究得到了三亚崖州湾科技城菁英人才项目、国家热带农业科学中心科技创新团队、热带作物生物育种全国重点实验室科研项目、国家自然科学基金、中央级公益性科研院所基本科研业务费以及国家糖料产业技术体系等项目的联合资助。

原文链接：https://doi.org/10.1111/pbi.70444