过氧化氢（H2O2）作为一种在生物体内广泛分布的信号分子，对诸如免疫反应等生命活动具有关键性的调控作用，然而其具体的感知机制至今尚未完全明了。生物体内的半胱氨酸和甲硫氨酸残基可以通过被H2O2氧化修饰来感应这种信号。虽然以往的研究较多地关注了过氧化物酶这类能够感应H2O2的蛋白质，但对于其他类型的蛋白质而言，相关的机制仍有许多未知之处。
2025年1月14日，四川农业大学西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室陈学伟教授带领的水稻重大病害抗性机制研究团队在国际权威学术期刊《Cell Research》（IF5y=36.4）发表了题为《Rice transcription factor bHLH25 confers resistance to multiple diseases by sensing H2O2》（水稻转录因子bHLH25通过感知H2O2产生广谱抗病性）的研究论文，揭示了水稻中的转录因子bHLH25通过第256位的甲硫氨酸残基（M256）感应H2O2，进而依次激活木质素合成和抗菌素合成这两条免疫通路，增强了植物抵御多种病原体的能力。
研究指出，当植物受到稻瘟菌等病原菌攻击时，会生成H2O2，后者会引发bHLH25上的M256发生氧化修饰。这一变化促使氧化后的bHLH25结合到miR397b前体基因的启动子区域，抑制miR397b的表达，从而增加漆酶基因mRNA的积累。这个过程促进了木质素的合成，使细胞壁更加坚固以抵御病原菌的侵袭。此外，由于木质素合成过程中消耗了一定量的H2O2，使得bHLH25重新回到非氧化状态，并进一步结合到CPS2抗菌素合成酶基因的启动子上，促进其表达，增强植物的抗菌能力。这项发现表明，bHLH25可能在植物中普遍参与了对多病害的广谱抗性。
该研究不仅解析了植物如何使用单一蛋白动态调节两条相对独立但又相继发生的抗病通路，还展示了植物如何通过bHLH25的氧化和非氧化状态维持H2O2、木质素和抗菌素之间的平衡，防止任何一种物质的过度积累对植物细胞造成损害，实现既正常生长又能有效抵抗疾病的目标。鉴于bHLH25基因赋予植物对多种病害的抵抗力，其优异的等位变异可作为作物广谱抗病育种的新基因资源和技术手段，对于农业生产具有重大的理论价值。
国家重点实验室廖海澄博士、在读博士生方宇、尹俊杰副教授、贺闽教授和在读博士生魏英杰为论文的共同第一作者，陈学伟教授和王静教授为论文的共同通讯作者。该研究由四川农业大学西南作物基因资源发掘与利用国家重点实验室陈学伟带领的水稻重大病害抗性机制研究团队主导，与美国加州大学戴维斯分校、斯洛伐克共和国兹沃伦技术大学、日本帝京大学等国内外科研机构合作完成。研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、新基石研究员项目、四川自然科学基金等项目资助。
陈学伟，博士，教授，博士生导师，长江学者特聘教授、国家杰青、国家“万人计划”领军人才、科技部创新人才推进计划中青年科技创新领军人才、教育部“新世纪优秀人才”、四川省“千人计划”特聘专家（原“百人计划”特聘专家）、四川省学术和技术带头人，享受国务院政府特殊津贴。
王静，博士，教授，博士生导师，四川省学术与技术带头人，获得了国家优秀青年科学基金、四川省杰出青年科学基金、霍英东教育基金等多个人才项目的资助，主研完成四川省科学技术进步一等奖1项，荣获四川省青年科技奖、中国作物学会青年科技奖等青年科技奖励。主要从事水稻高产抗病分子机制的研究，在Science、Plant Cell等学术期刊发表SCI论文40余篇，多篇论文入选ESI热点论文和高被引论文、被F1000推荐为新发现，研究成果分别被遴选为2017年中国农业重大科学进展、2018年中国农业科学进展。
