转座子是基因组的重要组成部分，其移动可能干扰基因功能、破坏染色体稳定性，对宿主构成潜在威胁，因此，转座子活性在正常状态下受到严格表观遗传沉默机制的约束。另一方面，转座子也可催生新的遗传变异，为生物进化提供关键的遗传材料，帮助物种在环境胁迫或生态变迁中获得适应性优势。深入研究转座子调控机制，不仅有助于理解生物维持“沉默—激活”动态平衡的分子机理，也为揭示逆境适应的进化规律提供了全新视角。

近日，浙江大学徐建红课题组在JIPB发表了题为“Synergism between SCT1/SCT2 and DNA methylation regulates the expression of Copia2 retrotransposon in rice”的研究论文 (https://doi.org/10.1111/jipb.70070)。该研究揭示了水稻近期高度活跃的逆转录转座子Copia2在干旱胁迫下，通过信号传递与表观调控两条路径共同激活的分子机制，为理解植物转座子“胁迫响应—精准激活”机制提供了关键依据 (图1)。

图1 干旱条件下水稻根中Ca²⁺介导Copia2转录激活的示意图

植物应对环境胁迫时，钙离子是关键的胞内第二信使。干旱条件下，水稻根系作为逆境感知的第一器官，迅速启动Ca²⁺信号通路，诱导钙调素CML31与转录因子SCT1和SCT2 结合。SCT1和SCT2是激活Copia2表达的关键“分子开关”，可特异性识别其LTR上的CG-1基序，而与钙调素的结合则进一步增强它们的转录激活。

DNA甲基化是调控Copia2活性的“表观锁”。正常条件下，Copia2的5’-LTR区域DNA甲基化水平较高，阻碍SCT1和SCT2与LTR区域的CG-1基序的结合，将Copia2锁定在沉默状态。干旱胁迫则诱导该区域发生DNA去甲基化，增强SCT1和SCT2与LTR的结合能力，最终激活Copia2转录。

钙信号通路和表观调控并非独立运作，而是形成了严密的协同机制，共同构成Copia2在干旱胁迫下的“双重保障系统”，确保转座子仅在必要时被精准激活，既维持了常态下的沉默稳定，又实现逆境中的快速响应。

浙江大学农业与生物技术学院/海南研究院徐建红教授为该论文通讯作者，在读博士生杨圳锟和已毕业硕士生黎雯静为共同第一作者，浙江大学海南研究院刘振副研究员参与了部分研究工作。研究获得国家自然科学基金资助。

文章引用：

Yang, Z., Li, W., Wang, Y., Li, C., Zhuang, J., Liu, Z., Ruan, C., He, Y., Yu, J., and Xu, J. (2025). Synergism between SCT1/SCT2 and DNA methylation regulates the expression of Copia2 retrotransposon in rice. J. Integr. Plant Biol. https://doi.org/10.1111/jipb.70070