近期，南京农业大学生命科学学院常明教授团队在植物科学专业期刊《Journal of Integrative Plant Biology》（JIPB）发表两篇热点评论文章，分别围绕植物细胞因子系统素在免疫稳态调控中的作用以及植物激素生长素在运输与信号转导中的研究进展，进行了总结与讨论。

一、植物“系统素”与动物“白细胞介素-1”在免疫稳态调控中的机制比较

近年来，植物细胞因子作为调控免疫的重要信号逐渐受到关注，其中系统素（systemin）是这类信号小肽中最早被发现并研究较深入的成员之一，在番茄等作物的伤害响应中发挥着关键作用。系统素经前体蛋白加工后，通过特定膜受体启动免疫防御，与动物中白细胞介素-1（IL-1）介导炎症反应的方式存在一定相似性。尽管二者属于不同界，但“强免疫反应需配合抑制机制以维持稳态”这一生物学需求却高度一致。

基于此背景，南京农业大学生命科学学院常明教授团队与云南农业大学李成云教授团队在JIPB发表了评论文章“Immune homeostasis across kingdoms: a shared challenge”。该文结合2025年Cell与Developmental Cell的两篇最新报道，围绕番茄系统素感知与调控的研究进展，分析了植物如何通过多层机制避免系统素信号过量造成生长负担。

最新研究表明，在系统素触发免疫反应的过程中，受体SYR1与共受体SERK的结合是信号传递的关键节点。然而，植物内部同时存在天然拮抗小肽antiSYS，可主动阻断SYR1与SERK的结合，从而精细调控信号强度。此外，系统素的另一受体SYR2能以较弱的信号输出参与受体复合物竞争，使系统素信号在高浓度系统素时被减弱。antiSYS与SYR2共同构建了一个多层次的调节体系，使植物能够在免疫需求与生长成本之间形成动态平衡。

值得关注的是，这些调控方式与动物中IL-1系统通过受体拮抗因子和“假受体”限制炎症反应的策略表现出一定的相似度。这种调控原则的相似性可能并非偶然，而是生物界在长期进化过程中对免疫稳态的共同需求所促成的结果。到目前为止，植物细胞因子的多样性与其信号调节网络仍远未被充分揭示，未来的研究或将呈现出更加复杂的调控模型。

该评论由南京农业大学李慧敏博士生、林思思硕士生及石家庄市农林科学院张艺龄博士共同完成，常明教授与李成云教授担任共同通讯作者。复旦大学韩清见教授为IL-1部分的撰写提供了重要指导与建议。

Figure 1. Cytokine-mediated immune homeostasis in plants and animals.

参考文献：

[1] Wang L, Maier LP, Pham N, Wang YL, Wang X, Schaller A, Fliegmann J, Erb M, Boller T, Felix G (2025) A receptor antagonist counterbalances multiple systemin phytocytokines in tomato. Cell 188: 6509-6518

[2] Zhou K, Wu FM, Deng L, Xiao Y, Yang WT, Zhao JH, Wang QY, Chang ZQ, Zhai HW, Sun CL, Han HY, Du MM, Chen Q, Yan JJ, Xin PY, Chu JF, Han ZF, Chai JJ, Howe GA, Li CB, Li CY (2025) Antagonistic systemin receptors integrate the activation and attenuation of systemic wound signaling in tomato. Dev. Cell 60: 535-550

二、生长素运输与信号转导模式的新认识

在另一篇题为“Auxin Reimagined: Transport and Signaling Patterns”的JIPB评论中，常明教授团队与南京林业大学韩晗教授团队合作，对植物激素生长素在运输、信号感知与转录调控方面的最新研究进展进行了系统梳理。

生长素是调控植物生长发育的关键激素，其空间分布和信号转导的精准调控决定了植物形态建成与器官发生。文章首先从生长素运输机制角度出发，总结了AUX1载体的最新结构解析成果，讨论了其质子共转运机制，并提出AUX1可能作为连接外界pH与生长调节的“分子门控器”，赋予植物环境适应的新能力。在生长素信号感知方面，评论总结了生长素受体TIR1/AFB的双重功能：其既可介导生长素信号阻遏蛋白AUX/IAA的降解，又具备腺苷酸环化酶（adenylate cyclase，AC）活性，可生成第二信使cAMP，从而在生长素经典信号转导途径中形成新的调控层级。这一发现为未来进一步探索生长素信号的多通路整合模式提供了理论基础。在转录调控层面，文章讨论了“双层ARF/cis元件调控密码”这一概念，即生长素如何通过不同ARF转录因子与顺式元件的特定组合，实现细胞类型特异的基因表达模式。

最后，文章指出了未来的研究方向：解析非生物或生物胁迫引起的环境pH改变如何影响AUX1活性及植物生长适应性，揭示TIR1/AFB介导的cAMP信号与AUX/IAA降解之间的协调机制，以及探索“双层ARF/cis元件调控密码”在不同植物与发育阶段中的保守性与应用潜力。这些方向将为实现生长素信号的精准调控和作物性状分子设计提供新的思路。

该评论共同第一作者是仓晓燕（江苏省农科院助理研究员）和博士研究生王琪，常明教授与韩晗教授为共同通讯作者。

Figure1. Auxin Transport and Signaling in Plant Growth and Development.

参考文献：

[1] Friml J (2022) Fourteen stations of auxin. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology 14: a039859

[2] Yang Z, Wei H, Gan Y, Liu H, Cao Y, An H, Que X, Gao Y, Zhu L, Tan S, Liu X, Sun L (2025) Structural insights into auxin influx mediated by the Arabidopsis AUX1. Cell 188: 3960-3973

[3] Chen HH, Qi LL, Zou MX, Lu MT, Kwiatkowski M, Pei YR, Jaworski K, Friml J (2025) TIR1-produced cAMP as a second messenger in transcriptional auxin signalling. Nature 640: 1011-1016

[4] Martin-Arevalillo R, Guillotin B, Schön J, Hugues A, Gerentes MF, Tang K, Lucas J, Thévenon E, Dreuillet M, Vissers G, Ateequr MM, Galvan-Ampudia CS, Cerutti G, Legrand J, Cance C, Dubois A, Parcy F, Birnbaum KD, Zurbriggen MD, Dumas R, Roudier F, Vernoux T (2025) Synthetic deconvolution of an auxin-dependent transcriptional code. Cell 188: 2872-2889

编辑：常明

校对：李娜

审核：陈熙