近日，中国热科院生物所甘蔗研究中心逆境生物学研究团队联合美国南卡罗来纳大学生物科学研究团队在植物免疫系统的天然抑制剂发现方面发表热点评论。论文深入评述崖州湾国家实验室作物抗病机制与技术团队王磊博士和德国图宾根大学的Georg Felix教授团队在《Cell》发表的题为“A receptor antagonist counterbalances multiple systemin phytocytokines in tomato”的研究工作。该研究发现一类自然存在的系统素受体的拮抗剂（Anti-systemin, antiSYS）多肽，揭示了植物通过“激动-拮抗”配对信号分子精细平衡防御与生长的新机制。这种机制避免了防御应答的过度激活，使植物能够在威胁来临时快速反应，体现出生命系统在资源分配上的进化智慧。

在植物免疫系统中，系统素充当重要的伤害信号“警报器”。当叶片受损时，系统素被迅速释放，通过与其细胞表面受体SYR1及共受体SERK家族蛋白结合，激活全株范围的防御反应，而持续或过度的免疫激活会消耗大量资源，影响植物正常生长。因此，植物演化出了精准的免疫调控策略。在探索这种调控机制过程中，该研究团队在实验中发现，番茄叶片粗提物不仅未能引发系统素下游的细胞外碱化反应，反而抑制了外源系统素诱导的碱化效应。这提示植物体内可能存在一种天然的系统素活性抑制剂。最终鉴定出一条由76个氨基酸构成的多肽，其C末端与系统素序列高度相似，显示出强烈的抑制活性；团队合成了包含C端16个氨基酸的短肽，将其命名为antiSYS。antiSYS能显著抑制系统素触发的多种免疫响应，包括细胞外碱化，活性氧爆发，乙烯生物合成，防御相关基因表达。研究表明，antiSYS和系统素竞争性结合SYR1受体。系统素结合后促进SYR1与SERK共受体形成免疫激活复合体，antiSYS虽能结合SYR1，却无法招募任何SERK共受体。当antiSYS浓度较高时，甚至会阻断系统素诱导的受体-共受体复合体组装。这种机制与动物白细胞介素-1家族细胞因子受体的拮抗剂作用模式高度相似，体现了免疫调控机制在不同生物界的保守性。

图1  植物精密天平调控生长与免疫的作用机制

团队研究发现antiSYS基因敲除突变体asy植株表现出免疫应答过度激活、生长受损的自身免疫表型，而在系统素受体缺失的植株中，并未出现上述表型。这证实了antiSYS在生理条件下发挥缓冲系统素过度激活、维持免疫稳态的关键作用。

该评述论文以“Balancing defense and growth: antagonist of systemin receptor”为题发表于《Trends in plant science》。中国热科院生物所吴期滨副研究员为第一作者；中国热科院生物所/热带作物生物育种全国重点实验室阙友雄研究员和美国南卡罗来纳大学生物科学系傅正擎教授为共同通讯作者；中国热科院生物所赵婉莹助理研究员参与研究。该研究得到了美国国家自然科学基金、热带作物生物育种全国重点实验室科研项目和中央级公益性科研院所基本科研业务费的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.tplants.2025.11.015