含有A20/AN1锌指结构域的基因在提高植物对非生物胁迫的耐受性方面是非常有前途的候选者,但对其中许多基因的功能和机制知之甚少。2024年6月,广西大学生命科学学院李有志教授团队在Plant Sci 发表了题为Three cassava A20/AN1 family genes, Metip3 (5, and 7), can bestow on tolerance of plants to multiple abiotic stresses but show functional convergence and divergence 的研究论文,不仅为进一步研究A20/AN1基因的进化提供了信息,也为开发气候适应性作物提供了信息。木薯(Manihot esculenta)A20/AN1基因携带一个A20结构域和一个AN1结构域,在不同层次上进行了功能表征。Metip3(5和7)蛋白均位于细胞核内。这三种蛋白质之间没有发现相互作用。表达Metip3(5和7)的拟南芥更能耐受Na、Cd、Mn、Al、干旱、高温和低温等多种非生物胁迫。表达Metip3 和Metip5 的拟南芥对Cu胁迫敏感,而表达Metip7 的拟南芥对铜胁迫不敏感。在所有转基因拟南芥中,H2O2的产生都显著降低,然而,在干旱条件下,表达Metip3 和Metip5 的拟南芥中,O2-的产生显著降低,但在表达Metip7的拟南芥中没有显著变化。Metip3(5和7)表达沉默的木薯对干旱和NaCl的耐受性降低,超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性以及脯氨酸含量显著降低,丙二醛含量显著增加。结合转录组测序分析,Metip5 基因不仅可以影响与植物激素、丝裂原活化蛋白激酶、淀粉和蔗糖代谢、DRE结合转录因子和抗氧化剂相关的信号转导,赋予干旱耐受性,而且可能将DREB2A相互作用蛋白1、E3泛素蛋白连接酶的信号传递给蛋白酶体,导致干旱耐受。该团队Ying Su、Yu-Lan Chen和Yan-Liu Wu为共同第一作者,李有志教授为通讯作者。该研究得到了亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室(SKLCUSA)(SKLCUSA-a202003)的资助。