甘蔗ALDH基因超家族的进化及功能作用机制

甘蔗 (Saccharum spp.) 是一种高光效的C4作物，作为主要糖料作物，在我国食糖生产中占据重要地位。然而，甘蔗在种植生产过程中常遭受生物和非生物逆境胁迫的影响，极大程度制约了我国甘蔗产业的良性快速健康发展。因此，培育兼具高产高糖性状和强抗逆性的甘蔗新品种势在必行。挖掘并鉴定甘蔗抗逆基因，一方面，不仅能丰富甘蔗抗逆生物学研究的内涵，还可以为应对逆境对甘蔗生产的影响提供新思路与新策略；另一方面，还有望将所获得的抗逆基因资源应用于甘蔗抗逆的基因工程育种。

醛脱氢酶 (aldehyde dehydrogenases，ALDHs) 是一类依赖于NAD(P)+的酶，鉴于其具有将醛氧化成羧酸的功能，能够有效清除植物体内多余的醛类物质，缓解或解除醛类物质的危害，在植物响应逆境胁迫过程中发挥重要作用。迄今，甘蔗中尚未见有关ALDH基因的进化和功能研究报道。

2021年12月3日，福建农林大学阙友雄/许莉萍团队在国际学术期刊Environmental and Experimental Botany（IF=5.545） 在线发表了题为“A comprehensive survey of the aldehyde dehydrogenase gene superfamily in Saccharum and the role of ScALDH2B-1 in the stress response”的研究论文。该研究聚焦甘蔗ALDH基因超家族的挖掘、分类、进化、结构特征、互作网络和表达模式等开展研究。该研究还鉴定了一个ScALDH2B-1基因，揭示了过表达该基因可能通过影响过敏反应相关基因的表达、叶片H2O2含量积累以及细胞坏死，从而调控植物对病原菌侵染的防御反应。最后，提出了甘蔗ALDH蛋白功能作用的机制模式。该研究将有助于深入解析甘蔗ALDH基因超家族进化趋势、功能分化模式及生物和非生物胁迫响应机制。