解锁植物“微调开关”！温肯理工学院Aloysius Wong教授团队探明植物抗逆“精准制导”新机制
植物不能移动，面对高温、严寒、干旱等恶劣环境，它们如何感知危险、启动防御，却又做到“精准调控、不过度反应”？这不仅是植物学的基础科学问题，更关乎作物抗逆育种的核心——若能解开这一谜题，就有望为粮食安全提供全新的技术路径。
近日，温州肯恩大学理工学院院长、国际前沿交叉研究院研究员Aloysius Wong（黄启恒）教授主持的《The role of adenylate cyclases in fine tuning hormone signaling for plant stress tolerance and resilience（腺苷酸环化酶在植物逆境耐受与适应性中精细调控激素信号的作用）》这一项目获得今年国家自然科学基金外国优秀青年学者研究基金（RFIS-II）资助。这项研究瞄准的，正是植物抗逆信号调控中的一块“硬骨头”。这是Aloysius Wong 教授继2018年获得国自然国际（地区）合作与交流项目、2021年获得国自然青年科学基金项目后第三次得到国家自然科学基金的资助。
进退两难的“信号谜题”
植物在遭遇逆境时会释放激素作为“警报信号”，启动防御机制。但问题在于：这套信号系统必须足够灵敏，才能对微小的环境变化做出响应；同时又不能过于敏感，否则会消耗过多能量、影响正常生长。如何实现这种“精准调控”，一直是科学界公认的难题。
更棘手的是，帮助植物感知外界信号的分子与激素在不同物种间高度保守，但由于同源序列难以识别，大量参与合成这些信号分子的酶，以及和它们相互作用的蛋白，长期以来难以被找到。传统研究方法如同“大海捞针”，进展缓慢。
“精确制导”式研究破局
面对这一困局，Wong教授团队另辟蹊径，采用了一套独特的“精确制导”策略——短氨基酸基序结合计算建模的研究方法，识别全新的蛋白催化中心与配体结合位点。如果说传统方法是在海量蛋白中盲目搜索，那么这项技术就如同将“探测针”精准插入蛋白的功能核心区域，直接在分子层面“定点爆破”难题。
依托2021年、2024年已结题的国家自然科学基金项目，团队凭借这一创新方法，成功发现了多个全新腺苷酸环化酶（AC）。这类酶能够以三磷酸腺苷（ATP）为原料，生成关键第二信使3′,5′环腺苷单磷酸（cAMP）——植物体内十分重要的信号分子，精细调控植物生长发育以及逆境响应全过程。相关成果发表于《Molecular Plant》《Nature Plants》等国际权威期刊。
从“发现”到“逆转”的跨越
发现腺苷酸环化酶只是第一步。更关键的问题是：这些酶在细胞内如何运作？它们如何调控激素信号、帮助植物抵御逆境？
已有研究提示，腺苷酸环化酶可以充当“分子调谐器”。在本次获批的国自然项目中，Wong教授将重点探究：腺苷酸环化酶如何调控同一蛋白上的其他结构域，整合多条信号通路，实现激素介导的植物抗逆反应。通过计算分析，团队发现，这些携带腺苷酸环化酶的蛋白上，还存在一氧化氮（NO）与脱落酸（ABA）的潜在结合位点。
基于此，Wong教授提出科学假说：细胞局部产生的cAMP可以调控、改变激素信号的强弱，在植物细胞不同功能区域产生精准且动态的时空效应。这意味着，我们不仅发现了“信号开关”在哪里，更在分子层面摸清了“如何微调”的机制——解析腺苷酸环化酶对其他蛋白结构域的调控机制，厘清多重信号如何协同介导植物激素抗逆应答，正是破译植物抗逆新机理、挖掘作物改良新靶点的关键。
给作物以“韧性”， 让自己成长得足够强大
Aloysius Wong教授获剑桥大学生物技术硕士学位、沙特阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）生物科学博士学位。他曾任职于法国国家科学研究中心（CNRS），在植物细胞信号领域取得诸多重要研究成果。2016年加入温州肯恩大学以来，Wong教授作为项目负责人先后主持3项国家自然科学基金项目与1项浙江省自然科学基金项目，先后在《Nature Plants》 《Molecular Plant》《Plant Cell》《Trends in Plant Science》《Plant Journal》《Journal of Experimental Botany》《Development》等国际顶级学术期刊上发表多篇论文，入选瓯越英才计划，并获浙江省高层次拔尖人才称号。
从国家自然科学基金国际（地区）合作与交流项目，到国自然青年科学基金项目，再到如今获得国自然外国优秀青年学者研究基金项目资助——Wong教授的科研之路，是多年沉淀积累的成果，也是学者与平台彼此成就的生动案例。
“温州肯恩大学国际化的科研土壤，为我开展高难度前沿研究提供了宝贵平台。”Wong教授表示，接连拿下多项国家级竞争性科研项目，也印证了温肯支撑高水平科研、培育科研人才的实力正在持续增强。在他看来，国际化的学术视野、完善的科研保障与不懈的科研理想相结合，就能够催生出高质量的科研成果。
“在温肯，青年学者并非匆匆过客。只要拥有合适的科研环境、有力的配套支持，再加上持之以恒的学术追求，科研人员完全可以在此扎根，与学校共同成长，一步步攀登学术新台阶。”他说。
从分子层面的基础研究到作物抗逆育种的潜在应用，Wong教授团队的探索仍在继续。就如精准医疗为晚期癌症患者开辟新的生命通道，植物抗逆信号“微调开关”的破译，也将为全球粮食安全带来新的希望。
文字｜王舒 孟骏
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