近日，海军军医大学药学院谭何新教授课题组在国际著名期刊Journal of Advanced Research（IF2024=11.4，中科院综合性一区Top期刊）发表了题为 “Regulation of important natural products biosynthesis by WRKY transcription factors in plants” 的论文。系统总结了WRKY转录因子的结构与功能分类，以及调控植物萜类、酚类和含氮化合物三大类次生代谢产物（天然产物）生物合成的研究进展，涵盖40余种主要相关物种，并围绕次生代谢产物各个亚类分别展开详细论述，提出WRKY转录因子调控代谢途径的四种作用模式。文章通过梳理参与这些过程的WRKY转录因子功能，提出对次生代谢途径调控的见解，并为未来通过分子育种增加重要天然产物产量提供新的研究方向。

植物能够产生丰富的天然产物，其中具有物种特异性及多样化的次生代谢产物在植物生长发育、逆境响应及生态适应中发挥重要作用。此外，这些次生代谢产物在医药、香料、工业原料等领域具有广泛应用价值。WRKY转录因子作为植物特有的转录调控家族之一，在植物诸多生物学过程中发挥重要功能，特别是其在次生代谢产物生物合成中的调控作用近年来受到广泛关注。

目前WRKY转录因子在植物萜类、酚类和含氮化合物这三大类的生物合成中均有重要的调控作用，例如许多重要天然产物如青蒿素、紫杉醇、花青素、苄基异喹啉生物碱、植物抗毒素等。论文围绕各个亚类化合物代谢途径中的重要WRKY转录因子分别展开详细论述，萜类中重点阐述了单萜、倍半萜、二萜、三萜和多萜生物合成中WRKY的调控功能。含氮化合物中阐述了WRKY参与吲哚生物碱、苄基异喹啉生物碱、萜类吲哚生物碱、吡啶类生物碱和酰胺类生物碱、以及生物胺生物合成中的调控功能。酚类中阐述了WRKY对苯丙素类、黄酮类及其他酚类生物合成的调控机制。    

越来越多的研究表明WRKY转录因子参与了植物内复杂的信号调控网络，它们可被植物激素以及生物和非生物胁迫诱导，进而将内部生长发育或自身防御信号同外部环境刺激整合到相关基因表达的调控中，以确保植物良好的生存状态。植物次生代谢产物生物合成是包括WRKY在内的众多转录因子家族参与调控的共同结果，它们主要有四种调控模式，包括：直接调控、间接调控、协同调控及自我调控。揭示转录因子对植物次生代谢物生物合成的调控机制可以帮助我们找到更多潜在的分子靶点，从而显著提高重要天然产物合成效率，提高产量，进而产生显著的经济效益和社会效益。

海军医科大学药学院谭何新教授为论文通讯作者，硕士研究生李明育和邵伊明博士为论文共同第一作者。该研究得到国家自然科学基金、上海市自然科学基金会和上海市中医药研究等项目的资助。    

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.jare.2025.01.009

文章引用：

M. Li, Y. Shao, B. Pan, C. Liu, H. Tan. Regulation of important natural products biosynthesis by WRKY transcription factors in plants, Journal of Advanced Research, https://doi.org/10.1016/j.jare.2025.01.009