在水稻中发现一个新型抗旱基因DWA1

华中农业大学的熊立仲（Lizhong Xiong）教授研究团队鉴别出了一个水稻基因DWA1，证实其通过调控胁迫诱导的植物角质层蜡质（Cuticular wax）累积在发挥了至关重要的抗旱作用。这一研究发现发表在10月14日的《美国科学院院刊》（PNAS）杂志上。

在这篇文章中，研究人员鉴别出了一个水稻基因Drought-Induced Wax Accumulation 1 (DWA1)，证实它编码了长度为2391个氨基酸的极大蛋白，该蛋白由多个酶结构构成，其中包括一个氧化还原酶样结构域、一个包含AMP结合结构域的原核生物非核糖体肽合成酶样模体，和一个丙二烯氧化合酶样结构域。

研究人员证实该蛋白保守存在于维管植物中。dwa1基因敲除（KO）的突变体相对野生型对于干旱胁迫高度敏感。DWA1主要表达于维管组织和表皮层，干旱胁迫可强有力地诱导DWA1表达。这一dwa1突变体干旱胁迫下角质层蜡质累积受损，显著地改变了植物的角质层蜡质组成，导致植物对干旱敏感性增高。且这一突变体的极长链脂肪酸水品降低，而过表达DWA1的植物相比于野生型则极长链脂肪酸水平增高。 研究人员证实在干旱条件下，dwa1 KO突变体中许多蜡质相关基因的表达显著受到抑制。此外，他们还在体外证实，DWA1的AMP结合结构域显示酶活性激活长链脂肪酸形成了酰基CoA (acyl-CoA)。

这些结果表明，DWA1通过调控水稻中干旱诱导的角质层蜡质累积控制了抗旱性。这一研究发现或许对于改良农作物品种的抗旱性具有极其重要的意义。