2023年11月30日，安徽农业大学生命科学学院作物抗逆育种与减灾国家地方联合工程实验室玉米团队李晓玉教授课题组在BMC Plant Biology（Q1, 生物学2区，IF 4.3）上发表题为“Systematic analysis of the Rboh gene family in seven gramineous plants and its roles in response to arbuscular mycorrhizal fungi in maize”的研究性文章。该文章分析了禾本科呼吸爆发氧化酶（respiratory burst oxidase homolog，Rboh）基因家族的生物学特征特性，并初步探究了玉米呼吸爆发氧化酶参与调控菌根共生过程。为进一步研究玉米与丛枝菌根真菌共生提供参考。

玉米（Zea mays L.）是重要的粮食、饲料和工业原料作物。丛枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizal fungi，AMF）是一种有益真菌，它能与玉米形成良好的共生关系，促进玉米对养分水分的吸收，增强玉米抗逆性。因此发掘调控玉米与AM真菌共生相关基因及其作用机制具有重要意义。

图1 禾本科Rboh基因基本信息

文章通过对玉米、水稻、高粱、小麦、大麦、小米以及短柄草七种禾本科植物基因组进行分析，挖掘禾本科呼吸爆发氧化酶基因家族成员的基本信息（图1），并比较了该基因家族成员在各个禾本科植物中的进化关系。进一步结合RNAseq和qRT-PCR结果分析了玉米中该家族基因的诱导表达情况（图2）。

图2  玉米Rboh基因表达谱

文章通过RNAseq和qRT-PCR结果分析，发现其中一个Rboh基因在接种AM真菌后显著上调表达，可能参与玉米与AM真菌共生过程。随后通过启动子诱导表达实验结果表明其受AM真菌诱导参与调控菌根共生过程（图3）。利用玉米EMS突变体接种AM真菌后分析其表型（图4）。结果发现，菌根共生后期，突变体中大丛枝（>50μm）数量减少，而小丛枝（0-30μm）的数量增多，这一结果表明突变体中丛枝降解速度加快，直接影响共生进程。

图3  启动子诱导表达

图4  EMS突变体功能分析

安徽农业大学生命科学学院已毕业博士研究生吴符浪和赵漫丽为共同第一作者，程备久教授和李晓玉教授为论文的通讯作者。安徽农业大学为该论文唯一通讯单位。本研究由国家自然科学基金（No. U21A20235），安徽省重点研发项目（No. 202204c06020021）和安徽省高校协同创新工程项目（No. GXXT-2019–032）的资助。

综述文章原文链接：https://doi.org/10.1186/s12870-023-04571-7