中国热科院阙友雄/吴期滨、河南大学祝英方团队联合揭示甘蔗ScWRKY6与ScSAG39的“核内博弈”与“免疫稳态”

甘蔗（Saccharum spp.）是世界上最重要糖料作物，但其生产饱受真菌病害威胁。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。近日，热带作物生物育种全国重点实验室/中国热带农业科学院甘蔗研究中心阙友雄和吴期滨团队联合河南大学祝英方团队在国际权威期刊

Plant Biotechnology Journal

ScWRKY6：被病害激活的“防御指挥官”

联合团队首先鉴定出ScWRKY6是一个可被黑穗、梢腐和褐条等多种真菌激活的转录因子。它定位于细胞核，并能促进活性氧（ROS）积累，扮演正向防御角色。为深入探究，研究人员在水稻中过表达ScWRKY6，接种稻瘟菌后，转基因植株叶片的病斑更少、防御基因OsPR1表达更高，证明其在异源作物中仍能大幅提升抗病性。转录组分析揭示，ScWRKY6能有效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

ScWRKY6如何精确调控免疫？研究人员将目光投向了甘蔗中与水稻关键防御基因OsPR1同源的ScPR1。为验证ScPR1能否被ScWRKY6调控，还克隆了ScPR1的启动子，发现其含有两个典型的W-box元件。通过完善的证据链，明确ScWRKY6通过直接结合ScPR1启动子的一个W-box元件，精准启动防御反应。

ScSAG39：发现竞争性“刹车”蛋白

防御并非越强越好，平衡才是终极目标。自此，ScWRKY6的互作蛋白，一个名为ScSAG39的半胱氨酸蛋白酶浮出水面。与ScWRKY6相反，ScSAG39在病菌侵染后表达下调；然而，ScSAG39的过表达会削弱植物的防御反应，表明它是一个负调控因子。那么，正调控因子ScWRKY6和负调控因子ScSAG39如何相互作用？研究发现：

空间限制：ScSAG39通过互作，将ScWRKY6“扣押”在细胞质，限制其进入细胞核工作。

位点竞争：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，研究证实了甘蔗ScWRKY6在增强真菌病害抗性方面的作用。ScWRKY6作为正调控因子，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

中国热科院/福建农大联培博士研究生臧守建为论文第一作者。中国热科院阙友雄研究员、吴期滨副研究员和河南大学祝英方教授为共同通讯作者。热科院甘蔗中心王东姣、孙婷婷，以及福建农大苏亚春、惠乾龙、刘开胜、覃丽谦、吴故燃、崔世江和丁秋刚参与研究。研究得到崖州湾科技城菁英人才、国家热科中心科技创新团队、全国重点实验室、国家基金和国家糖料体系等联合资助。

论文链接：

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