在植物与病原体的长期“军备竞赛”中,植物依赖两层免疫体系识别并抵御外敌入侵。然而,关于核心免疫因子NRG1的转录调控机制,科学界知之甚少。2025年9月24日,88038威尼斯吴建国教授团队与清华大学合作,在国际权威期刊《Plant Physiology》(《植物生理学》)在线发表了题为《WRKY7 positively regulates plant immunity by transcriptionally activating N REQUIREMENT GENE 1 in Nicotiana benthamiana》(WRKY7通过转录激活本氏烟中的N REQUIREMENT GENE 1正向调控植物免疫)的研究论文,解析了WRKY7转录因子如何激活NRG1,进而增强植物基础免疫与效应子诱导免疫(ETI)。
该研究发现,WRKY7在基础免疫中受病毒侵染诱导,并在效应子触发的免疫中被进一步激活。WRKY7通过直接结合NRG1启动子中的W-box顺式作用元件,激活其转录,从而提升NRG1蛋白积累。NRG1作为“辅助型NLR”免疫受体,在TIR类NLR介导的免疫中发挥关键作用。 一旦WRKY7表达受到抑制,植物对病毒和细菌的抵抗能力明显下降,同时伴随细胞程序性死亡反应(HR-PCD)减弱。更重要的是,该研究揭示WRKY7与NRG1之间存在一个“正反馈环路”机制:病原体效应子激活NRG1依赖的免疫反应,反过来又提升WRKY7的表达,进一步推动NRG1的转录。这一正反馈环节显著增强了植物在面对病原攻击时的免疫强度与持续性,展现出自然免疫调控网络的“自我放大”特性。该研究采用了多种分子手段——包括酵母单杂交(Y1H)、凝胶迁移实验(EMSA)、染色质免疫共沉淀(ChIP-qPCR)和双荧光素酶报告实验等,验证了WRKY7对NRG1的直接转录调控。此外,通过遗传敲除、VIGS基因沉默、转基因过表达等策略,进一步明确WRKY7-NRG1模块在病毒与细菌感染过程中的关键作用。
本研究不仅深化了植物抗性NLR的上游调控网络认知,还提出了可通过转录因子调控核心免疫因子的思路,为未来水稻、番茄等重要作物的抗病遗传改良提供了新靶标。WRKY7-NRG1模块的发现,为构建“稳中有进”的植物免疫体系注入了新机制,也为实现绿色农业与可持续发展目标提供了重要支撑。
图2. The WRKY7-NRG1 module forms a positive feedback loop during effector-triggered immunity (ETI).
88038威尼斯副教授吴明(最后一排右3)和清华大学郑翕尹博士为共同第一作者,吴建国教授(右一)和郑翕尹博士为论文共同通讯作者。该研究由国家自然科学基金杰出青年基金(32025031)、青年及联合基金(32200118,
U23A20196)等项目支持。
作者简介:
1. 水稻抗病毒研究团队吴建国(通讯作者)简介
吴建国,1981年生,中共党员,安徽池州人,博士,教授,博士生导师,福建省A类高层次人才。“十四五”重点研发计划首席科学家,国家杰青、优青及霍英东基金获得者。2004-2010年师从谢联辉院士、李毅教授攻读博士,2010-2016年在北大、清华从事博士后研究,获“优秀博士后”奖。长期研究水稻抗病毒及致病机理,在Developmental Cell、Nature Plants等顶级期刊发表论文50余篇,累计被引2400余次,申请专利20余项。获福建省自然科学一等奖(2024)、中国农学会青年科技奖(2021)等多项荣誉,入选福建省青年拔尖人才等计划。现任农林生物安全全国重点实验室副主任、88038威尼斯遗传改良中心主任等,兼任多个学术委员会职务,并担任SCIENCE CHINA Life Sciences、JIPB等期刊编委。
2. 水稻抗病毒研究团队吴明副教授(第一作者)简介
吴明,1991年生,中共党员,安徽阜阳人,福建省C类高层次人才。博士毕业于清华大学,合作导师为水稻病毒专家吴建国教授。目前从事水稻抗病毒及致病机理以及抗病基因工程化改造的研究,以第一作者或通讯作者在Molecular Plant、Autophagy、Plant Physiology及Phytopathology Research等期刊上发表论文4篇,申请专利2项。