生命体进化出精妙的免疫系统来应对机体损伤和病原侵害，是保证生命健康的关键。2025年8月21日，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发表题为“A receptor antagonist counterbalances multiple systemin phytocytokines in tomato”的研究论文，揭示了植物抗炎因子系统素拮抗肽调控番茄免疫系统的分子机制。系统素拮抗肽是番茄中的一个天然小肽，它能特异性抑制植物细胞因子系统素的活性，避免植物“过度发炎”导致的生长发育异常，从而成为植物免疫稳态调控的关键“刹车”。该项工作揭示了植物免疫系统调控的新机制，为抗病虫作物设计提供了重要理论基础。

细胞因子是一类小肽信号分子，它们在调控动物免疫和发炎反应中起着核心作用。促炎因子和抗炎因子是免疫系统中两类功能相反的细胞因子。其中，促炎因子可以启动炎症反应、促进病原体清除和组织修复；抗炎因子则可以抑制炎症反应，防止自身免疫疾病。二者的动态平衡是机体有效防御且避免自我损伤的关键。全世界三十余年的研究已发现多种植物小肽可以作为促炎因子调控植物免疫，但植物能否利用抗炎因子维持免疫稳态仍是未解之谜。

美国华盛顿州立大学Clarence A. Ryan教授1991年于Science发表的系统素工作是植物小肽研究领域的开山之作。和人类细胞因子中的白细胞介素类似，系统素合成时是一个不含氨基端分泌信号肽的前体蛋白，随后经由蛋白水解释放出含有18个氨基酸的活性小肽来发挥功能。王磊博士的前期研究发现系统素的识别依赖两个富含亮氨酸重复序列的受体激酶SYR1和SYR2。SYR1是系统素的高亲和力受体，在识别系统素后招募共受体来启动抗虫免疫反应。25年前，在研究系统素的加工机制时，王磊博士的导师Georg Felix教授意外发现番茄中存在一个系统素活性抑制因子，并纯化出一个含有16个氨基酸的系统素类似小肽——系统素拮抗肽，从而开启了对植物抗炎因子的探索之旅。

综合运用蛋白组学、转录组学和生化实验，研究发现系统素拮抗肽通过竞争性结合受体SYR1并抑制共受体的招募，从而抑制系统素信号通路的过度激活。遗传实验证明，系统素拮抗肽维持的免疫稳态是保证番茄正常生长发育的关键。系统素拮抗肽的缺失可导致分生组织异常、生长发育受阻、器官异常发育和结实率大幅下降等典型的自身免疫综合征表型。研究团队还发现3个新的促炎因子与系统素拮抗肽在番茄4号染色体上成簇存在，并且它们的活性都受到系统素拮抗肽的控制。相比较于促炎因子前体的多样性，系统素拮抗肽前体在具有相关信号通路的茄科植物中高度保守，暗示了其在免疫稳态调控中的重要性。这一发现不仅填补了细胞因子负向调控植物免疫研究领域的空白，更揭示了动植物在免疫系统调控策略上令人惊叹的趋同进化。

图1 系统素拮抗肽的工作模型

崖州湾国家实验室青年科学家王磊为论文的第一作者，德国图宾根大学Georg Felix教授为通讯作者。德国霍恩海姆大学Andreas Schaller教授团队、瑞士巴塞尔大学Thomas Boller教授和瑞士伯尔尼大学Matthias Erb教授对这项工作做出了重要贡献。该工作得到了崖州湾国家实验室、欧盟玛丽居里学者、国家留学基金委和德国科学基金会的支持。

来源：崖州湾国家实验室

植物科学最前沿，专注于植物科学前沿进展、资讯、招聘信息的发布及方法软件共享等。投稿及招聘请后台回复“投稿”，均为无偿；商务合作请联系微信ID：zwkxqy ；

【未经授权，严禁转载！联系电话028-86968276】