甘蔗(Saccharum spp.)是世界上最重要的糖料作物，蔗糖占世界食糖产量的80%左右，在我国所占比例更是高达85%以上，但是，病害严重影响其生物产量和蔗糖品质。植物在病原菌胁迫下会产生大量有毒的高能量活性氧（reactive oxygen species, ROS）。植物中发挥ROS清除作用的酶类，主要包括超氧化物歧化酶（superoxide dismutases, SODs）、坏血酸-谷胱甘肽（ascorbate-glutathione）、谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidases, GPXs）和过氧化氢酶（catalases, CATs），其中CATs是大多数植物ROS解毒中不可或缺的一类不需要细胞还原剂的高活性酶。目前，甘蔗中已经发现丙二烯氧化物合成酶（allene oxide synthase，AOS）、细胞壁相关受体激酶（wall-associated kinase，WAK）、MYC（Myelocytomatosis）转录因子和醛脱氢酶 (aldehyde dehydrogenases，ALDHs)等基因家族参与生长发育、抗逆尤其是抗病等生物学过程。因此，系统地研究甘蔗CAT基因家族的特性和功能具有较为重要的理论和实践意义。
近日，乐鱼(中国)阙友雄和苏亚春团队在国际学术期刊International Journal of Biological Macromolecules（中科院一区TOP期刊，IF=8.025）在线发表了题为Genome-wide characterization of sugarcane catalase gene family identifies a ScCAT1 gene associated disease resistance的研究论文。该研究基于甘蔗近缘野生种割手密基因组数据库，较为系统地阐述了甘蔗CAT基因家族成员的序列特征和表达特性。进一步，揭示了甘蔗栽培品种中克隆获得的ScCAT1基因能够通过参与过敏反应（hypersensitive response，HR）、ROS信号和水杨酸（salicylic acid，SA）代谢途径，增强转基因植株对病原菌的防御能力。以上研究有助于深化我们对甘蔗CAT基因家族的进化和功能的认识，同时也为深入解析ScCAT1基因如何在甘蔗应答病原菌胁迫中发挥作用积累丰富数据，并奠定良好基础。
甘蔗ScCAT1基因在病原菌侵染下的调控机制模型
乐鱼(中国)农业农村部甘蔗生物学与遗传育种重点实验室、国家甘蔗工程技术研究中心/农学院吴期滨助理研究员为该论文的第一作者；乐鱼(中国)农业农村部甘蔗生物学与遗传育种重点实验室、国家甘蔗工程技术研究中心/农学院阙友雄研究员和苏亚春副研究员为该论文的共同通讯作者，许莉萍研究员给予了指导和支持。美国农业部甘蔗研究所潘永保教授和Michael P Grisham教授，乐鱼(中国)农学院在读博/硕士研究生陈燕玲、邹文会、林佩霞、孙婷婷，乐鱼(中国)农学院在读本科生丁秋刚参与了该研究。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、福建省自然科学基金、农业农村部国家现代农业产业技术体系等项目的资助。