近日，陕西省西安植物园（陕西省植物研究所）功能植物开发与利用研究中心科研人员，基于香紫苏（Salvia sclarea）高质量基因组，首次对WRKY转录因子家族进行了全基因组系统鉴定与进化分析，并通过整合转录组学与共表达网络分析，成功筛选出多个参与调控香紫苏醇生物合成的关键候选基因，为香紫苏醇代谢工程与分子育种提供了重要的基因资源与理论支撑。

香紫苏是唇形科鼠尾草属重要芳香植物，其花器官中富含的香紫苏醇（Sclareol）是合成名贵龙涎香型香料“降龙涎香醚”的不可替代天然前体，在香精香料及医药保健领域具有极高的经济价值。此前香紫苏醇已被证实通过MEP途径及（13E）-8α-羟基香叶基香叶基焦磷酸合酶和香紫苏醇合酶催化反应在花萼表皮头状腺毛中合成，但其转录调控机制长期处于空白状态。WRKY转录因子作为植物中最大的转录调控家族之一，广泛参与次生代谢与生长发育调控，然而其在香紫苏中的成员构成与功能一直未被系统揭示。

研究团队首次从香紫苏全基因组水平鉴定出37个WRKY转录因子家族成员（SsWRKY），系统解析了其蛋白理化性质、系统发育关系、基因结构与保守基序。系统发育分析将SsWRKYs划分为7个亚群，显示了该家族的进化保守性。共线性与基因复制类型分析揭示，SsWRKY家族的扩增主要源于全基因组加倍复制与分散复制两种模式，且进化中主要受纯化选择约束。启动子顺式元件分析发现，SsWRKY基因启动子区富集了大量光信号响应元件、植物激素响应元件及逆境胁迫响应元件，表明SsWRKY家族广泛参与香紫苏对环境信号的整合与生长发育调控。

图1. 香紫苏、南丹参、欧鼠尾草、丹参和拟南芥中WRKY的系统发育关系。

图2.通过启动子顺式元件和表达相关性分析调控香紫苏醇生物合成的候选SsWRKYs。

为筛选可能调控香紫苏醇生物合成的候选SsWRKYs，研究团队对根、茎、叶、苞片及花器官等6个组织进行了转录组测序与表达谱构建。进一步将37个SsWRKY与香紫苏醇生物合成通路中的9个关键酶基因共表达关联分析，发现SsWRKY25、SsWRKY17、SsWRKY21和SsWRKY5的表达模式与上述酶基因高度协同，均在花器官中呈现最高表达水平，与香紫苏醇的主要合成部位吻合。同时，9个酶基因的启动子区均含有WRKY转录因子特异性识别的W-box顺式作用元件，为WRKY的直接转录调控提供了结合证据。

蛋白质-蛋白质互作网络预测显示，37个SsWRKY蛋白与447个蛋白存在潜在互作关系，这些蛋白显著富集于创伤响应、防御反应及茉莉酸、水杨酸、乙烯等植物激素信号通路，体现了SsWRKY在香紫苏逆境适应中的核心调控地位。

该成果以“Genome-wide characterization of the WRKY transcription factor family in Salvia sclarea reveals candidate regulators of sclareol biosynthesis”为题，于2026年6月26日在国际学术期刊《Scientia Horticulturae》在线发表。

我园王煊助理研究员为第一作者，陈尘副研究员和岳明教授为共同通讯作者，王晓婷、张笑、李莎莎等成员参与相关研究工作。本研究得到陕西省科学院科技计划项目（2024k-18）及国家自然科学基金（32400305）的资助。