
半纤维素作为细胞壁的三大组分之一,对细胞壁的发育至关重要。半纤维素主要由木糖构成主链,GT43(IRX9/IRX9L 和 IRX14/IRX14L)和 GT47 (IRX10/IRX10L) 家族的糖基转移酶参与其 β-1,4-连接的木糖主链的生物合成。目前,尚无对小麦GT43 基因家族成员的全面鉴定研究,GT43家族基因如何参与小麦半纤维素木聚糖主链合成及其对胁迫的响应尚不清楚。2024年5月,International Journal of Biological Macromolecules 在线发表了山东农业大学胥倩教授课题组题为Genome-wide identification and examination of the wheat glycosyltransferase family 43 regulation during Fusarium graminearum infection的文章。该研究从小麦全基因组中鉴定出28个GT43家族基因,并根据拟南芥和水稻的GT43基因家族划分为4个亚群。随后,对其基因的理化性质、结构特征、染色体定位、物种共线性、蛋白模型等进行分析。TaGT43家族的保守基序和基因结构分析结果与此结果一致。共线性分析显示,片段重复主要促进了TaGT43家族的扩张。顺式作用元件分析显示,TaGT43基因参与了光响应、植物激素响应、生物/非生物胁迫响应以及生长和发育。TaGT43家族表现出组织特异性表达模式,主要在根和茎中表达。此外,多个TaGT43基因的转录和表达水平在F. graminearum感染过程中上调。根据代谢组学研究,F. graminearum感染影响了小麦苯丙酮生物合成途径,这是细胞壁构建的关键因素。GO富集分析表明,TaGT43基因在细胞壁组织中起着重要作用。 
综上所述,该研究首次在小麦基因组中对GT43基因家族进行全面的鉴定和比较分析。该研究为小麦乃至其他作物分子育种提供丰富的遗传资源。山东农业大学农学院孙淑芳博士为论文第一作者,胥倩教授、王群青教授为通讯作者,山东国仓健生物科技有限公司参与了该工作。该研究获得泰山学者项目和泰山产业领军人才项目等的资助。