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。