油棕性喜高温，其最适生长温度介于25~28℃之间，我国地处热带北缘，冬季短暂的低温天气使得油棕果实发育不良，产量严重减少，由此可见，低温寒害是制约我国油棕产业的健康发展的主要瓶颈，培育耐寒品种对我国油棕的发展至关重要。然而，油棕耐寒基因及耐寒应答的分子机制鲜有报道，因此，油棕耐寒基因的鉴定及其在低温胁迫下的表达模式分析，为深入解析其响应低温胁迫的分子机理，创制耐寒种质具有重要的指导意义。
近日，热带作物生物育种全国重点实验室/中国热带农业科学院椰子研究所/油棕研究团队周丽霞副研究员在植物科学领域国际知名期刊International Journal of Molecular Sciences（中科院大类分区生物学二区，IF=5.6）在线发表了题为“Catalase (CAT) Gene Family in Oil Palm (Elaeis guineensis Jacq.):Genome-Wide Identification, Analysis, and Expression Profile inResponse to Abiotic Stress”的文章。该研究针对油棕耐寒基因不明确，低温胁迫应答分子机理解析不清这一科学问题，在全基因组水平揭示油棕EgCAT基因家族特征的鉴定及低温胁迫下的表达模式。该研究为耐寒分子机理的解析提供方向。
过氧化氢酶（CAT）是植物遭受非生物胁迫时细胞内所产生的活性氧清除系统中的主要的抗氧化酶，可清除植物体内产生的H2O2，从而保护细胞不受伤害。植物中编码过氧化氢酶的 CATs 基因家族是一类成员较少的基因家族，其在拟南芥、黄瓜、棉花等物种中都已有研究，但关于油棕CATs 家族至今未见详细报道。在本研究中，通过全基因组鉴定方法获得了5个EgCAT基因。通过系统发育分析发现它们分为两个亚科，基因结构和保守基序分析证明了EgCAT基因中含有高度保守的结构域。在EgCAT的启动子区域中鉴定出与激素、应激和防御反应相关的顺式作用元件。热图分析表明EgCAT基因具有较高的组织表达特异性，qRT-PCR结果表明EgCAT1~EgCAT4基因在低温胁迫24小时表达量显著上升。
图1 油棕EgCAT基因上游启动子顺式作用元件预测
图2 低温胁迫下油棕EgCAT基因的表达分析
中国热带农业科学院/椰子研究所/热带作物生物育种全国重点实验室周丽霞副研究员为该论文的第一作者；中国热带农业科学院/椰子研究所/热带作物生物育种全国重点实验室曹红星研究员，叶剑秋研究员为该论文的共同通讯作者。该研究得到国家重点研发计划、海南省自然科学基金等项目的资助。
原文链接：https://doi.org/10.3390/ijms25031480
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