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。

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。更进一步的实验证明，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。

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。

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，限制ScWRKY6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. 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。热带作物生物育种全国重点实验室/中国热科院生物所阙友雄研究员、吴期滨副研究员和河南大学祝英方教授为共同通讯作者。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、国家自然科学基金等项目的资助。

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