Page 30 - 《广西植物》2026年第5期

７ ６ ２ 广 西 植 物 ４６ 卷
可能是葡萄糖神经酰胺水解酶家族ꎬ其成员可能在
水稻中承担与拟南芥 ＧＣＤ 相似的生物学功能ꎮ 进
一步的保守基序分析显示ꎬ４ 个 ＯｓＮＧＣＤ 家族成员
均含有 ｍｏｔｉｆ １－ｍｏｔｉｆ ６ꎬ这些保守基序与 ＯｓＮＧＣＤ 结
构域序列高度相关ꎬ表明 ＯｓＮＧＣＤ 基因家族在进化
过程中保留了关键的功能结构域ꎬ为其在相似生物

学过程中的功能发挥提供了结构基础ꎮ
３.２ ＯｓＮＧＣＤ 基因家族的组织表达特异性与胁迫响应
组织特异性分析表明ꎬＯｓＮＧＣＤ１ 在三叶期根
中特异性高表达ꎻＯｓＮＧＣＤ２ 主要富集于萌芽期、根
系及蜡熟期籽粒ꎬ可能参与早期根系建成和籽粒
成熟调控ꎻＯｓＮＧＣＤ３ 在萌芽期组织、三叶期茎和叶
及孕穗期花序中表达突出ꎬ可能参与营养生长向
ＡＢＡ. 脱落酸ꎻ ＧＡ. 赤霉素ꎻ ＣＴＫ. 细胞分裂素ꎻ ＢＲ. 油菜 生殖生长转换过程ꎻＯｓＮＧＣＤ４ 则在不同发育阶段
素内酯ꎻ ＩＡＡ. 生长素ꎻ ＪＡ. 茉莉酸ꎮ
的茎部持续高表达ꎬ凸显其对茎秆结构或功能的
ＡＢＡ. Ａｂｓｃｉｓｉｃ ａｃｉｄꎻ ＧＡ. Ｇｉｂｂｅｒｅｌｌｉｎꎻ ＣＴＫ. Ｃｙｔｏｋｉｎｉｎꎻ
重要性ꎮ 这表明 ＯｓＮＧＣＤ 基因家族成员可能在其
ＢＲ. Ｂｒａｓｓｉｎｏｌｉｄｅꎻ ＩＡＡ. Ｉｎｄｏ￣３￣ａｃｉｄꎻ ＪＡ. Ｊａｓｍｏｎｉｃ ａｃｉｄ.
表达量较高的组织中发挥特定功能ꎬ并且不同成
图 １０ 植物激素处理 ３０ ｍｉｎ 后 ＯｓＮＧＣＤ
基因表达量变化的预测结果 员在水稻应对非生物胁迫时可能具有不同的作用
Ｆｉｇ. １０ Ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ 机制和组织偏好性ꎮ
ＯｓＮＧＣＤ ｇｅｎｅｓ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ３０ ｍｉｎ ｏｆ 本研究揭示了水稻 ＯｓＮＧＣＤ 基因家族成员在
ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ｐｌａｎｔ ｈｏｒｍｏｎｅｓ 非生物胁迫响应中的独特表达模式ꎮ 与拟南芥同
源基因相比ꎬ在 ＰＥＧ 模拟干旱胁迫下ꎬ虽然在叶片
术ꎬ本研究深入分析了 ＯｓＮＧＣＤ 基因家族在盐、碱 组织中 ＯｓＮＧＣＤｓ 与 ＡｔＧＣＤｓ 均呈现显著上调表达ꎬ
和干旱等非生物逆境胁迫下的时空表达特性ꎮ 本 但在根组织中却表现出相反的调控趋势ꎬ水稻中
研究结果表明ꎬＯｓＮＧＣＤ 基因家族在水稻应对非生 ＯｓＮＧＣＤ１－ＯｓＮＧＣＤ３ 基因表达下调ꎬ而拟南芥中
物胁迫过程中扮演着极为关键的角色ꎮ 其成员在 ｇｃｄ１－ｇｃｄ３ 突变体基因表达上调(Ｌｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２５)ꎮ
不同组织中的独特表达模式及对激素的特异性响 值得注意的是ꎬ盐胁迫条件下 ＯｓＮＧＣＤ１－ＯｓＮＧＣＤ２
应ꎬ揭示了该家族在逆境响应中潜在的重要功能ꎬ 在根中的表达模式同样与拟南芥同源基因存在显
为深入理解水稻逆境适应机制提供了新的视角和 著性差异ꎮ ＡｔＧＣＤ１ 和 ＡｔＧＣＤ３ 的 ＣＲＩＳＰＲ / Ｃａｓ９ 基
理论依据ꎮ 因编辑植株生长受到严重抑制( Ｌｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２５)ꎮ
３.１ ＯｓＮＧＣＤ 基因家族的功能推测与保守性分析 上述结果表明ꎬ在长期的进化过程中ꎬ单子叶和双

ＧＣＤ 是一种葡萄糖神经酰胺酶ꎬ拟南芥中的 ４ 子叶植物的葡萄糖神经酰胺酶基因家族可能已经
个 ＧＣＤ 蛋白与哺乳动物的 ＧＢＡ２ 具有同源性ꎬ但 分化出不同的胁迫响应调控网络ꎬ这一发现为深
ＡｔＧＣＤ３ 与 ＧＢＡ２ 存在功能差异ꎬ其对 ＧＢＡ 的不可 入解析 ＯｓＮＧＣＤ 基因家族的分子调控机制提供了

逆抑制剂 ＣＢＥ 相对不敏感( Ｄａｎｉｅｌｓ ｅｔ ａｌ.ꎬ １９８１ꎻ 新的研究视角ꎮ
Ｐｒｅｍｋｕｍａｒ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００５ꎻＷａｌｄｅｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００７ꎻＲｉｄｌｅｙ ３.３ 启动子顺式作用元件与激素响应分析
ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１３)ꎬ并且优先水解长酰基链糖基神经酰胺 启动子分析揭示了干旱响应元件( ＭＢＳ) 和激
(Ｄａｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２０)ꎮ 本研究在水稻全基因组范围内 素响应元件(ＡＢＲＥ / ＧＡＲＥ)的广泛存在ꎬ暗示这些
鉴定出 ４ 个 ＯｓＮＧＣＤ 基因家族成员ꎬ它们与拟南芥 基因可能参与胁迫适应性调控ꎮ 网站芯片数据预
的 ＧＣＤ 基因存在不同程度的同源ꎮ 不同物种间的 测结果显示ꎬＯｓＮＧＣＤ 家族基因成员的表达量受赤
同源 基 因 可 能 具 有 相 似 功 能 ( Ｍａｔｓｕｂａｒａ ｅｔ ａｌ.ꎬ 霉素( ＧＡ) 诱导ꎬＯｓＮＧＣＤ１ 和 ＯｓＮＧＣＤ２ 的表达量
２００８ꎻＳｅｏ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１１ꎻＣｏｎｅｖａ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１２ꎻＤｅｎｇ ｅｔ 还受脱落酸( ＡＢＡ) 的诱导ꎮ 已有研究表明ꎬ植物
ａｌ.ꎬ ２０１７)ꎬ基于这些证据ꎬ我们推测 ＯｓＮＧＣＤ 家族 在干旱胁迫下ꎬ通过激活 ＡＢＡ 信号通路ꎬ诱导增强