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科學家解碼大豆免疫的“靜默態”

2026年03月17日 遺傳與發育生物學研究所
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植物的免疫系統基礎表達水平,稱為免疫閾值。近日,中國科學院遺傳與發育生物學研究所揭示大豆的免疫閾值,是由基因組中LTR型逆轉錄轉座子,在RdDM通路的介導下設定的。

研究發現,在大豆中LTR轉座子被植物巧妙地馴化為調控免疫基因表達的“刻度盤”。全基因組甲基化測序顯示,RdDM通路的核心靶點正是這些LTR轉座子區域。大豆基因組的獨特之處在于,這些轉座子并非孤立存在,它們往往緊鄰編碼基因,且恰恰富集于抗病網絡核心樞紐的鄰近區域,形成了大豆特有的轉座子免疫基因連鎖調控單元。

研究團隊利用CRISPR技術敲除RdDM核心組件后,LTR轉座子區域的CHH甲基化水平顯著降低。隨之而來的,是緊鄰這些轉座子的TNL受體和EDS1/SAG101等關鍵免疫元件的表達失控。即使沒有病原體入侵,整個免疫網絡也被全局性激活,植株陷入持續的自免疫混亂狀態,表現出嚴重的生長發育矮小滯后。該現象表明,在大豆中,RdDM—轉座子調控模塊的核心任務,是維持免疫系統的基礎穩態,將大量防衛基因鎖定在一個極低但隨時可激活的待命狀態。

研究發現,當大豆真正面臨疫霉菌侵染時,植株會主動下調RdDM核心組件的轉錄水平,迅速解除LTR轉座子區域的甲基化抑制。這一刻,之前被轉座子“鎖住”的免疫基因被瞬間釋放,整個免疫網絡從“待機”切換到“輸出”模式。

相關研究成果在線發表在《植物細胞》(The Plant Cell)上。研究工作得到國家自然科學基金的支持。

論文鏈接

大豆RdDM途徑維持生長與免疫的平衡

打印 責任編輯:宋同舟

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