百人博士陈国雄PNAS新文章

　　

生物通报道  近期来自中国科学院寒区旱区环境与工程研究所、日本农业生物科学研究所、日本冈山大学、瑞士洛桑大学、中国西北农林科技大学以及以色列海法大学的研究人员联合在国际著名科技期刊《美国科学院院刊》（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”的研究论文。

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博士、日本农业生物科学研究所的小松田隆夫（Takao Komatsuda）教授以及以色列海法大学的Eviatar Nevof为这篇文章的共同通讯作者。

在这篇文章中，研究人员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。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

An ATP-binding cassette subfamily G full transporter is essential for the retention of leaf water in both wild barley and rice

Land plants have developed a cuticle preventing uncontrolled water loss. Here we report that an ATP-binding cassette (ABC) subfamily G (ABCG) full transporter is required for leaf water conservation in both wild barley and rice. A spontaneous mutation, eibi1.b, in wild barley has a low capacity to retain leaf water, a phenotype associated with reduced cutin deposition and a thin cuticle. Map-based cloning revealed that Eibi1 encodes an HvABCG31 full transporter. The gene was highly expressed in the elongation zone of a growing leaf (the site of cutin synthesis), and its gene product also was localized in developing, but not in mature tissue. A de novo wild barley mutant named “eibi1.c,” along with two transposon insertion lines of rice mutated in the ortholog of HvABCG31 also were unable to restrict water loss from detached leaves. HvABCG31 is hypothesized to function as a transporter involved in cutin formation. Homologs of HvABCG31 were found in green algae, moss, and lycopods, indicating that this full transporter is highly conserved in the evolution of land plants.

附：

陈国雄

专家类别: 中国科学院****入选者/博士生导师
 
简历：

1982-1986 南京农业大学农学专业，获学士学位。
1998-2000 以色列本古里安大学植物逆境生理学，获硕士学位。
2000-2005 以色列海法大学植物抗旱生理与分子遗传学,获博士学位。
2005-2008 日本国立农业资源研究所。                               
2000-2005 以色列海法大学进化研究所。                            
1998-2000 以色列本古里安大学雅各布劳斯坦沙漠研究所。                              
1994-1998 塔克拉玛干沙漠腹地绿化研究。
1993 西藏-江两河沙漠化防治研究。
1989-1992 盐津风沙化土地整治与开发利用研究。
1988 参加北京风沙化土地整理利用研究站工作。
1986-1987  参加黄土高原考察队工作。
 

研究方向：
生态学(寒旱区生态学、植物生理学、农业生态学、极端环境下植物基因工程、恢复生态学)