Systemin：植物防御的“应急信号肽”

Systemin（系统素，CAS:137181-56-7）是首个被发现的植物多肽激素，由18个氨基酸组成，在番茄等茄科植物的损伤应答与防御反应中扮演核心角色。它不仅是局部伤口信号，更是激活系统性免疫的关键分子，为理解植物如何感知并应对生物胁迫提供了经典范式。

Systemin由前体蛋白Prosystemin（ProSys）经蛋白酶剪切产生。在未受胁迫的植物中，ProSys表达水平极低；而当昆虫取食或机械损伤发生时，其编码基因会被快速诱导表达，释放的Systemin通过胞间连丝或维管系统扩散至未受损组织。这一过程激活了茉莉酸（JA）生物合成通路，进而诱导蛋白酶抑制剂、多酚氧化酶等防御蛋白的表达，构建起抵御植食性动物的化学屏障。

近年来研究揭示，2025年《Cell》杂志报道，番茄中存在系统素的天然拮抗剂antiSys，可防止植物过度免疫（文献：Nature Plants, Volume 11, July 2025）；而2024年《Developmental Cell》的研究则发现，受体SYR1与SYR2的拮抗作用，共同维持植物防御与生长的平衡。

ProSys并非仅作为Systemin的前体存在，其本身可通过蛋白互作形成复杂分子网络，整合多种胁迫信号。通过计算机预测与体外验证，研究者发现ProSys可与转录因子（如MYB家族）、信号激酶（如MAPK6）及代谢酶相互作用，在植物防御反应中发挥“中枢枢纽”作用。除了经典的损伤应答，Systemin相关通路还被发现参与植物再生调控——类似的多肽信号（如REF1）可作为局部伤口信号，通过激活细胞分裂与分化程序，促进植物组织修复与再生。

Systemin的发现打破了“植物激素仅为小分子有机物”的认知，推动了植物多肽激素领域的发展。其信号通路的解析，不仅为理解植物免疫机制提供了核心框架，也为农业病虫害绿色防控提供了新思路：通过靶向激活Systemin通路，有望培育出抗虫性增强的作物品种，减少化学农药的依赖。