中國熱科院闕友雄/吳期濱、河南大學祝英方團隊聯合揭示甘蔗ScWRKY6與ScSAG39的“核內博弈”與“免疫穩態”

甘蔗（Saccharum spp.）是世界上最重要糖料作物，但其生產飽受真菌病害威脅。植物如何精準調控免疫反應，維持“攻防平衡”，是一大科學難題。近日，熱帶作物生物育種全國重點實驗室/中國熱帶農業科學院甘蔗研究中心闕友雄和吳期濱團隊聯合河南大學祝英方團隊在國際權威期刊

Plant Biotechnology Journal

ScWRKY6：被病害激活的“防御指揮官”

聯合團隊首先鑒定出ScWRKY6是一個可被黑穗、梢腐和褐條等多種真菌激活的轉錄因子。它定位于細胞核，并能促進活性氧（ROS）積累，扮演正向防御角色。為深入探究，研究人員在水稻中過表達ScWRKY6，接種稻瘟菌后，轉基因植株葉片的病斑更少、防御基因OsPR1表達更高，證明其在異源作物中仍能大幅提升抗病性。轉錄組分析揭示，ScWRKY6能有效激活植物免疫通路及抗病基因，重塑調控網絡，構筑起一道堅固的防御陣線。

精準打擊：直控防御核心基因ScPR1

ScWRKY6如何精確調控免疫？研究人員將目光投向了甘蔗中與水稻關鍵防御基因OsPR1同源的ScPR1。為驗證ScPR1能否被ScWRKY6調控，還克隆了ScPR1的啟動子，發現其含有兩個典型的W-box元件。通過完善的證據鏈，明確ScWRKY6通過直接結合ScPR1啟動子的一個W-box元件，精準啟動防御反應。

ScSAG39：發現競爭性“剎車”蛋白

防御并非越強越好，平衡才是終極目標。自此，ScWRKY6的互作蛋白，一個名為ScSAG39的半胱氨酸蛋白酶浮出水面。與ScWRKY6相反，ScSAG39在病菌侵染后表達下調；然而，ScSAG39的過表達會削弱植物的防御反應，表明它是一個負調控因子。那么，正調控因子ScWRKY6和負調控因子ScSAG39如何相互作用？研究發現：

空間限制：ScSAG39通過互作，將ScWRKY6“扣押”在細胞質，限制其進入細胞核工作。

位點競爭：ScSAG39與ScPR1的啟動子，“爭奪”ScWRKY6上的同一個結合位點，第310位賴氨酸，從而阻斷其轉錄激活功能。

綜上所述，研究證實了甘蔗ScWRKY6在增強真菌病害抗性方面的作用。ScWRKY6作為正調控因子，直接激活ScPR1表達，而ScSAG39作為“剎車”元件，通過調控ScWRKY6亞細胞定位及競爭其DNA結合位點，實現免疫響應的動態平衡。該機制為理解植物免疫穩態提供了新的視角，并為甘蔗抗病遺傳改良提供了潛在靶點。

圖1. ScWRKY6-ScSAG39-ScPR1模塊調控甘蔗免疫穩態的分子機制

中國熱科院/福建農大聯培博士研究生臧守建為論文第一作者。中國熱科院闕友雄研究員、吳期濱副研究員和河南大學祝英方教授為共同通訊作者。熱科院甘蔗中心王東姣、孫婷婷，以及福建農大蘇亞春、惠乾龍、劉開勝、覃麗謙、吳故燃、崔世江和丁秋剛參與研究。研究得到崖州灣科技城菁英人才、國家熱科中心科技創新團隊、全國重點實驗室、國家基金和國家糖料體系等聯合資助。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1111/pbi.70444