植物的免疫系統(tǒng)基礎(chǔ)表達(dá)水平，稱為免疫閾值。近日，中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所揭示大豆的免疫閾值，是由基因組中LTR型逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子，在RdDM通路的介導(dǎo)下設(shè)定的。

　　研究發(fā)現(xiàn)，在大豆中LTR轉(zhuǎn)座子被植物巧妙地馴化為調(diào)控免疫基因表達(dá)的“刻度盤”。全基因組甲基化測(cè)序顯示，RdDM通路的核心靶點(diǎn)正是這些LTR轉(zhuǎn)座子區(qū)域。大豆基因組的獨(dú)特之處在于，這些轉(zhuǎn)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(wǎng)絡(luò)核心樞紐的鄰近區(qū)域，形成了大豆特有的轉(zhuǎn)座子免疫基因連鎖調(diào)控單元。

　　研究團(tuán)隊(duì)利用CRISPR技術(shù)敲除RdDM核心組件后，LTR轉(zhuǎn)座子區(qū)域的CHH甲基化水平顯著降低。隨之而來的，是緊鄰這些轉(zhuǎn)座子的TNL受體和EDS1/SAG101等關(guān)鍵免疫元件的表達(dá)失控。即使沒有病原體入侵，整個(gè)免疫網(wǎng)絡(luò)也被全局性激活，植株陷入持續(xù)的自免疫混亂狀態(tài)，表現(xiàn)出嚴(yán)重的生長(zhǎng)發(fā)育矮小滯后。該現(xiàn)象表明，在大豆中，RdDM—轉(zhuǎn)座子調(diào)控模塊的核心任務(wù)，是維持免疫系統(tǒng)的基礎(chǔ)穩(wěn)態(tài)，將大量防衛(wèi)基因鎖定在一個(gè)極低但隨時(shí)可激活的待命狀態(tài)。

　　研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)大豆真正面臨疫霉菌侵染時(shí)，植株會(huì)主動(dòng)下調(diào)RdDM核心組件的轉(zhuǎn)錄水平，迅速解除LTR轉(zhuǎn)座子區(qū)域的甲基化抑制。這一刻，之前被轉(zhuǎn)座子“鎖住”的免疫基因被瞬間釋放，整個(gè)免疫網(wǎng)絡(luò)從“待機(jī)”切換到“輸出”模式。

　　相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《植物細(xì)胞》（The Plant Cell）上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金的支持。

大豆RdDM途徑維持生長(zhǎng)與免疫的平衡