水稻中甜菜碱醛脱氢酶基因（BADH）对乙氧氟草醚现实环境污染的响应研究及其在农药降解调控中的意义

为探究水稻在农药胁迫下甜菜碱醛脱氢酶（BADH）的作用，研究人员从经甘氨酸甜菜碱（GB）和乙氧氟草醚（OFF）处理的水稻转录组数据中鉴定出 3 个 BADH 基因。结果表明，BADH 基因能有效响应 OFF 胁迫，这对调控农药降解有重要意义。

　　甜菜碱醛脱氢酶（Betaine aldehyde dehydrogenase，BADH）是醛脱氢酶超家族第 10 家族的成员，催化甘氨酸甜菜碱（Glycine betaine，GB）生物合成中的第二步氧化反应，GB 参与多种关键过程，帮助植物耐受非生物胁迫。然而，目前尚不清楚在农药胁迫下，BADH 在水稻中的功能。为研究水稻 BADH 家族在农药胁迫下的作用，研究人员在经 GB 和乙氧氟草醚（Oxyfluorfen，OFF）处理的水稻转录组数据集中鉴定出 3 个 BADH 基因。通过序列比对和系统发育分析，发现了水稻、拟南芥、大豆、小麦、玉米、大麦和高粱中 BADH 基因家族的两个亚家族（ALDH10 和 ALDH22）。对染色体定位的研究表明，片段重复在水稻 BADH（OsBADH）基因的扩增中发挥作用，且水稻 BADH 基因在 12 条水稻染色体中的 3 条上分布不均。共线性分析显示，水稻 BADH 基因与小麦、玉米、大麦和高粱的 BADH 基因存在共线性。这些基因还具有多种保守结构域、顺式作用元件、基序组成和基因结构，使其能够编码不同的生物和非生物胁迫响应蛋白。与单独使用 OFF 相比，经 GB 和 0.15mg/L OFF 处理后，水稻根和地上部分的 BADH 活性分别提高了 1.50 倍和 1.81 倍。蛋白质 - 蛋白质相互作用网络分析为 OsBADH 蛋白参与 OFF 代谢提供了更多证据。这些研究结果表明，BADH 基因通过产生 GB 有效响应 OFF 诱导的胁迫，突出了其在调控农药降解中的潜在作用。