ZmPOD5通过调控活性氧(ROS)生成正向调节玉米抗旱性的分子机制

本研究揭示了玉米III类过氧化物酶(POD)基因ZmPOD5通过调控活性氧(ROS)积累及抗氧化酶(SOD/POD)活性，正向调控干旱胁迫响应的分子机制。过表达株系表现出更高的存活率、相对含水量(RWC)及ROS清除能力，而敲除突变体则呈现相反表型，为作物抗逆育种提供了新靶点。

　　

Highlight

ZmPOD5通过ROS调控网络增强玉米抗旱性

ZmPOD5参与干旱胁迫响应

III类POD酶在植物应对多种非生物胁迫中发挥重要作用。通过构建包含125个玉米III类POD基因的系统发育树（表S1），发现这些POD可分为12个亚组（图S1）。其中已报道的抗旱基因ZmPRX1（Zm00001d040702）位于ⅤⅤ亚组。

讨论

III类POD作为高等植物中最大的基因家族之一，在非生物胁迫中具有多重功能。全基因组分析鉴定到125个玉米III类POD基因（图S1），目前仅ZmPRX1和ZmPRX47两个成员被功能验证。ZmPRX1过表达通过促进根系发育和木质化来增强抗旱性。

生物信息学分析与ZmPOD5系统发育关系

玉米基因组数据来自MaizeGDB数据库。使用Pfam数据库中III类POD基因保守结构域（PF00141）的隐马尔可夫模型（HMM），通过hmmsearch和blast比对玉米蛋白序列文件，并利用SMART和NCBI-CDD数据库验证结构域组成。

CRediT作者贡献声明

彭云玲：文稿审阅与监督；李建：资源与方法学；李瑞：初稿撰写与数据分析；秦阳：资源与实验操作；孙明浩：数据分析；郑军：基金获取与概念设计；王怡如：文稿审阅与课题构思。

利益冲突声明

作者声明无已知可能影响本研究的财务或个人利益冲突。

致谢

本研究由国家重点研发计划（2023YFD1200500）和中国农科院科技创新工程（CAAS-CSCB-202403）资助。