植物的产量和抗性是一对相互拮抗的性状。抗性的提高，往往以产量损失为代价。将抗性基因的表达限制在一定的水平内，避免对生长造成过度影响，是保障植物正常生长发育，减少产量损失的有效手段。因此，解析抗性关键基因的调控机制，发掘和利用协调产量和抗性的基因资源，可以为高产抗性育种提供备选基因资源和理论基础。
近日，西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室王文明团队在Plant biotechnology Journal（中科院TOP 1区，IF 13.263）在线发表了题为“Broad-spectrum resistance geneRPW8.1 balances immunity and growth via feedback regulation ofWRKYs”的研究论文，揭示了拟南芥广谱抗性基因RPW8.1通过WRKY转录因子的反馈调控来平衡生长和抗性的机制。
RPW8.1是模式植物拟南芥部分生态型中的一个广谱抗性基因，可提供对白粉病菌、霜霉病菌和细菌假单胞杆菌的广谱抗性。同时，植物中参与调控抗性的一类重要NBS-LRR基因，helper NLR，其N-端均含有一个RPW8结构域，说明其在植物抗病中发挥重要作用。在拟南芥中异源表达RPW8.1，可有效提高拟南芥多病害抗性，但同时转基因植株的株型变小，提示在表达RPW8.1的转基因材料中，存在平衡机制，有效消除或减轻RPW8.1造成的生长抑制。研究团队在前期研究基础上，通过遗传学、分子生物学和植物生理学等研究方法，证明RPW8.1通过SA/ETH激素信号途径，上调包括WRKY51在内的4个WRKY基因的表达；反过来，这些WRKY转录因子可以直接结合在RPW8.1的启动子区域，抑制RPW8.1的表达。因此，在病原菌来袭的时候，病原菌同时诱导RPW8.1和WRKY的表达；一方面，RPW8.1的表达增强了拟南芥的多病害抗性；另一方面，病原菌和RPW8.1诱导的WRKY基因的表达，可以将RPW8.1的累积限定在一定范围内，避免其过度表达对植物生长造成抑制。该研究揭示了一个广谱抗性基因通过反馈调控平衡生长和抗性的机制，为后续RPW8.1及相关基因的研究和利用提供了新的理论基础。
图：RPW8.1通过WRKY协调广谱抗病性作用模式图
本研究获国家自然科学基金、四川省科技厅创新群体研究项目及杂交水稻国家重点实验室（湖南杂交水稻研究中心）开放课题等项目资助。博士研究生杨雪梅和博士后赵经昊为论文第一作者，王文明教授和李燕教授为本文的共同通讯作者。
论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/pbi.14172
