免疫系统有一个关键但常被忽视的属性：基础表达水平，或称“免疫阈值”。这个阈值设得太高，植物会陷入自体免疫的混乱；设得太低，又无法对入侵者做出快速响应。那么，对于抗病基因家族庞大、基因组中转座子占比超过50%的大豆，这个至关重要的免疫阈值是由谁设定的？近日，中国科学院遗传与发育生物学研究所王园团队在The Plant Cell发表的研究给出了一个答案：大豆的免疫阈值，是由基因组中的“暗物质”——LTR型逆转录转座子，在RdDM通路的介导下共同设定的。

 

    长期以来，转座子被视为“自私的DNA”或基因组的“化石记录”。但本研究发现，在大豆中，这些LTR转座子不仅不是垃圾，反而被植物巧妙地驯化为调控免疫基因表达的“刻度盘”。全基因组甲基化测序显示，RdDM通路的核心靶点正是这些LTR转座子区域。而大豆基因组的独特之处在于，这些转座子并非孤立存在，它们往往紧邻编码基因，且恰恰富集于抗病网络的核心枢纽——TNL类受体基因及EDS1/SAG101信号通路元件的邻近区域。这就形成了大豆特有的“转座子-免疫基因连锁调控单元”：RdDM通路通过甲基化修饰LTR转座子，相当于在转座子上设定了一个表观遗传“刻度”，进而精准控制邻近抗病基因的基础表达水平。

 

    研究团队利用CRISPR技术敲除RdDM核心组件GmNRPD1和GmNRPE1后，24-nt siRNA丰度急剧下降，LTR转座子区域的CHH甲基化水平显著降低。随之而来的，是紧邻这些转座子的TNL受体和EDS1/SAG101等关键免疫元件的表达失控——即使没有病原体入侵，整个免疫网络也被全局性激活，植株陷入持续的自免疫混乱状态，表现出严重的生长发育矮小滞后。

 

    这一强烈表型表明：在大豆中，RdDM-转座子调控模块的核心任务，就是维持免疫系统的基础稳态，将大量防卫基因锁定在一个极低但随时可激活的待命状态。研究发现，当大豆真正面临疫霉菌侵染时，植株会主动下调RdDM核心组件（如NRPD1、NRPE1、AGO4等）的转录水平，迅速解除LTR转座子区域的甲基化抑制。这一刻，之前被转座子“锁住”的免疫基因被瞬间释放，整个免疫网络从“待机”切换到“输出”模式。

 

    本工作于2026年3月3日在线发表于The Plant Cell(https://doi.org/10.1093/plcell/koag033)。遗传发育所王园研究组博士研究生张籽明、孙宏达为论文的共同第一作者，遗传发育所王园研究员为论文的通讯作者。此外，中国科学院动物所陈金锋研究员参与了工作。本研究感谢遗传发育所李磊研究员在大豆疫霉菌接种和表型统计中的指导和帮助。本研究得到国家自然科学基金资助。

 

大豆RdDM途径维持生长与免疫的平衡