野生大麦角质层基因Eibi1的克隆及其抗旱机理研究获进展

中国科学院寒区旱区环境与工程研究所植物生理生态与生物工程实验室陈国雄课题组研究人员联合日本、以色列、瑞士等国科学家，在综合性科技期刊PNAS上发表了题为An  ATP-binding  cassette  subfamily  G  full  transporter  is  essential  for  the  retention  of  leaf  water  in  both  wild  barley  and  rice的文章。



研究以野生大麦和水稻为实验材料，克隆了与植物抗旱密切相关的角质层基因Eibi1，发现该基因与叶片角质层保水功能密切相关。该基因编码ABCG全转运子，把角质成分从细胞内运转到叶片表面形成功能性角质层。此项研究首次在单子叶植物中发现了与角质运转相关的ABCG全转运子的基因，此前仅在拟南芥中发现2个与角质运转有关的ABC半转运子ABCG11/ABCG12。Eibi1基因编码ABC转运蛋白G亚家族的一个全转运子HvABCG31，DNA序列全长11693bp，位于大麦染色体3H上，其表达主要出现在苗期伸长区的幼叶组织中。Eibi1基因功能的缺失会导致叶片表皮细胞中脂质成分的大量积累，叶片表面角质层变薄，角质含量减少，同时角质层结构不完整，叶片失水快，保水抗旱能力差。



该项研究对单子叶植物的抗旱及角质层合成等相关研究有重要意义。Eibi1同源序列存在于单子叶植物水稻、双子叶植物拟南芥、裸子植物卷柏、苔藓及藻类中，显示出Eibi1在陆生植物进化中的重大意义。