水稻DUF1719基因家族的鉴定及OsDUF1719.8耐碱功能的分析

《Functional & Integrative Genomics》：Identification of rice DUF1719 gene family and analysis of alkaline tolerance function of OsDUF1719.8

　　碱胁迫通过高pH值和离子毒性严重制约水稻的生理代谢和生长发育。未知功能结构域（DUF）在植物胁迫响应中发挥重要作用。然而，DUF1719基因家族（PF08224）在水稻中的功能尚未经过报道，需要进一步研究。本研究系统地鉴定了水稻中的OsDUF1719基因家族，并研究了OsDUF1719.8在碱胁迫下的功能。结果表明，水稻DUF1719家族由13个蛋白成员组成，均含有PF08224结构域，预测该结构域可能参与ATPase激活。进化分析将8种禾本科植物中的DUF1719蛋白分为6个亚群，各亚群内基因结构、基序和三级结构高度保守。启动子分析显示胁迫及激素响应元件富集，表明该家族广泛参与胁迫调控。表达分析揭示包括OsDUF1719.5和OsDUF1719.8在内的多个基因在多种非生物胁迫下上调表达。值得注意的是，OsDUF1719.8在早期碱胁迫中被强烈诱导。因此，我们进一步分析了OsDUF1719.8在水稻碱胁迫响应中的功能。结果表明，OsDUF1719.8过表达增强了水稻的耐碱性，而基因敲除突变体表现出胁迫敏感性。OsDUF1719.8通过协调调控活性氧代谢、促进渗透调节物质的积累以及调节离子稳态来增强水稻对碱胁迫的耐受性。本研究首次系统鉴定了DUF1719家族，阐明了OsDUF1719.8在水稻耐碱性正向调控中的功能，为水稻耐碱分子育种提供了新基因。