蒺藜苜蓿醛脱氢酶(ALDH)基因超家族的鉴定、特征分析及进化研究揭示其在发育与胁迫响应中的关键作用

为解决植物中醛类化合物毒性积累及代谢调控问题，研究人员通过生物信息学手段系统鉴定了蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)中27个ALDH基因，揭示其通过片段复制扩张、保守的基因结构与顺式调控元件参与发育调控和盐胁迫响应，为植物抗逆机制研究提供新靶点。

　　

醛类作为高活性代谢中间体，在植物生命活动中扮演双刃剑角色——既是必需代谢参与者，过量积累又会导致细胞毒性。醛脱氢酶(ALDH)超家族正是自然界进化出的解毒大师，能催化醛类氧化为羧酸维持稳态。最新研究聚焦豆科模式植物蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)，通过全基因组扫描揪出27个ALDH基因，这些基因按系统发育树可分为十大门派，在染色体上呈非均匀分布，家族扩张主要靠"基因片段复制"这种进化作弊器。

深入分析发现，这些ALDH基因个个都是"保守派"——与拟南芥(Arabidopsis)同源基因相比，其外显子-内含子结构和蛋白基序(motif)高度保守。启动子区更是暗藏玄机，布满响应环境胁迫和激素的顺式调控元件(cis-regulatory elements)，像精密传感器阵列。表达谱数据透露关键线索：部分ALDH基因堪称"劳模"，在各个发育阶段持续高调工作；另一些则是"特长生"，只在特定组织活跃或受盐胁迫诱导才爆发小宇宙。这些发现为解析ALDH在苜蓿生长发育和环境适应中的精确调控网络奠定基础，也为作物抗逆遗传改良提供候选基因宝库。