未知功能结构域（domains of unknown function proteins，DUFs）蛋白广泛存在于植物体内，在植物响应生物与非生物胁迫过程中发挥着重要作用。DUF4228蛋白是DUF超家族成员，该家族成员响应渗透胁迫、低温胁迫、干旱和盐胁迫等，在植物免疫过程中发挥重要作用。甘蔗是我国重要的经济作物和能源作物，主要种植在雨养型干旱、半干旱坡地，其耕层浅、水资源不足，灌溉条件差、降水分布不均加剧了干旱胁迫效应，这导致干旱成为制约甘蔗产量的主要关键因素。

近日，广东省科学院南繁种业研究所王勤南团队在国际植物学权威期刊《Plants》上在线发表了题为“Genome-Scale Identification, Phylogeny, Expression Profiling, And Functional Analysis of Sugarcane DUF4228 Family In-volved in Drought Stress”的研究论文，探究了DUF4228在甘蔗应对干旱胁迫过程中可能的调控作用。

DUF4228家族基因成员在拟南芥、大豆、马铃薯等植物应对干旱、盐等胁迫过程中出现明显变化，可能在非生物胁迫过程中协同或者单独参与相关应答过程，但该家族基因在甘蔗中的功能尚未见报道。本课题以XTT22基因组序列为研究对象，首次在XTT22基因组中鉴定出126个ScDUF4228基因，对其理化特性、系统发育关系、保守基序及染色体分布等进行了全面的生物信息学分析。组织表达模式、发育阶段和昼夜节律表达分析结果显示，126个ScDUF4228家族成员的时空表达模式不尽相同，表明它们可能单独或者协同作用在甘蔗不同发育时期。值得注意的是，干旱处理后的转录组数据及qRT-PCR分析显示，ScDUF4228-23在干旱胁迫下表达量提升最显著，该基因可能是甘蔗应答干旱胁迫的关键作用基因。此外，在甘露醇胁迫条件下，携带ScDUF4228-7、ScDUF4228-18和ScDUF4228-23基因的质粒所转化的酵母细胞生长与对照组相比存在显著差异。因此推测，ScDUF4228-7、ScDUF4228-18和ScDUF4228-23基因可能赋予酵母对甘露醇胁迫更强的耐受性。上述结果表明，DUF4228家族基因在甘蔗中经历了剧烈扩增，可能在干旱胁迫应答中发挥关键调控作用，本研究为进一步探索ScDUF4228家族成员的功能提供了必要的分子基础。

广东省科学院南繁种业研究所王勤南研究员和孙生仁副研究员为该论文的共同通讯作者，广东省科学院南繁种业研究所和海南大学联合培养硕士研究生廉明和博士后Farhan Goher为本文共同第一作者。该研究得到了国家自然科学基金项目、广东省科学院发展专项等科研项目的支持。

论文链接：https://doi.org/10.3390/plants15111641

（海南育种科研基地/供稿）