植物生物钟是协调生长发育与环境适应的核心调控系统，而植物免疫则是抵御生物胁迫的关键防线。近年的研究表明，植物生物钟和免疫并非独立运行，而是协同作用，共同提升植物对环境的适应能力。因此，理解植物生物钟与植物免疫的关系对保障国家粮食安全至关重要。
草莓是一类高营养价值、高经济价值的园艺作物。采摘后的草莓往往会面临多种植物病原菌的侵染，从而造成巨大的浪费和经济损失。值得注意的是，采摘后的冷藏保存的草莓果实面临人为创造的极端环境（持续低温、持续光照、持续营养匮乏）。阐明极端环境对植物生物钟与免疫系统的调控机制，已成为该领域亟待攻克的核心科学问题。
近日，北京大学生命科学学院王伟团队在Cell期刊发表了题为Discovery and heterologous reconstitution of a plant noncanonical quasi-circadian gene regulatory network的研究论文。该研究从草莓出发，以生活中常见的极端环境（采后草莓低温存储：持续低温、持续光照、持续营养匮乏）为研究背景，发现了植物新型生物钟网络与免疫的互作机制，为全面理解生物钟提供了重要的参考资料；也为未来果蔬保鲜、品质调控乃至作物抗逆研究，提供了全新的视角与工具。
研究发现，草莓果实中的经典生物钟基因调控网络在采后冷藏环境中失去了稳健的昼夜节律表达。以此极端环境（持续光照、持续低温、饥饿胁迫）为出发点，该研究团队进一步评估了草莓果实全局转录组的节律性，并发现包括蛋白质生物合成、折叠和储存在内的生物过程相关基因仍表现出显著的节律性振荡。通过实验与分析相结合，研究团队首次发现并鉴定到了一个具有生物钟网络特性的非经典类生物钟基因调控网络。
为了探究极端环境中的草莓生物钟网络与免疫的关系，研究团队选择了常见的草莓致病菌“灰霉菌”进行了时序性的接种实验。实验结果表明，当采后草莓果实具有生物节律稳态时，草莓对灰霉菌的抗性同样表现为节律性；而当采后草莓果实失去节律稳态时，草莓对灰霉菌的抗性也失去了节律性。此外，比较节律正常和失常的采后草莓中的菌量可发现，节律正常的草莓对灰霉菌侵染的抗性更强。以上结果说明，尽管极端环境会破坏植物经典的生物钟，但为了生存，植物可能会激活替代性的基因调控网络来行使类生物钟的功能，从而精准调控植物的免疫过程。这一研究不仅揭示了采后植物器官中的生物钟调控机制，为全面理解生物钟和免疫的互作提供了重要的参考资料；也为未来果蔬保鲜提供了新的思考方向。
北京大学生命科学学院、生命科学联合中心王伟研究员为该论文的通讯作者，北京大学生命科学学院博士后王姝瑜为论文的第一作者。首都师范大学周冕教授、北京大学现代农学院何航研究员、南京农业大学游雄教授、中国科学院植物研究所王利军研究员、北京大学现代农学研究院周军会研究员、北京农学院黄芸副教授参与了本项工作。华中农业大学康春颖教授为本研究提供了前期的指导。该工作获得了基因功能研究与操控全国重点实验室、生命科学联合中心（CLS）以及启东创新基金等项目资助。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.cell.2026.04.033
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