中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所植物生理生態(tài)與生物工程實(shí)驗(yàn)室陳國雄課題組研究人員聯(lián)合日本、以色列、瑞士等國科學(xué)家，在綜合性科技期刊PNAS上發(fā)表了題為“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。

 

研究以野生大麥和水稻為實(shí)驗(yàn)材料，克隆了與植物抗旱密切相關(guān)的角質(zhì)層基因Eibi1，發(fā)現(xiàn)該基因與葉片角質(zhì)層保水功能密切相關(guān)。該基因編碼ABCG全轉(zhuǎn)運(yùn)子，把角質(zhì)成分從細(xì)胞內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)到葉片表面形成功能性角質(zhì)層。此項(xiàng)研究首次在單子葉植物中發(fā)現(xiàn)了與角質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)相關(guān)的ABCG全轉(zhuǎn)運(yùn)子的基因，此前僅在擬南芥中發(fā)現(xiàn)2個(gè)與角質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)有關(guān)的ABC半轉(zhuǎn)運(yùn)子ABCG11/ABCG12。Eibi1基因編碼ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白G亞家族的一個(gè)全轉(zhuǎn)運(yùn)子HvABCG31，DNA序列全長(zhǎng)11693bp，位于大麥染色體3H上，其表達(dá)主要出現(xiàn)在苗期伸長(zhǎng)區(qū)的幼葉組織中。Eibi1基因功能的缺失會(huì)導(dǎo)致葉片表皮細(xì)胞中脂質(zhì)成分的大量積累，葉片表面角質(zhì)層變薄，角質(zhì)含量減少，同時(shí)角質(zhì)層結(jié)構(gòu)不完整，葉片失水快，保水抗旱能力差。

 

該項(xiàng)研究對(duì)單子葉植物的抗旱及角質(zhì)層合成等相關(guān)研究有重要意義。Eibi1同源序列存在于單子葉植物水稻、雙子葉植物擬南芥、裸子植物卷柏、苔蘚及藻類中，顯示出Eibi1在陸生植物進(jìn)化中的重大意義。