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铝元素（Al）是地壳中最丰富的金属元素。尽管它的含量很高，但由于铝溶解性极低，铝对生长在中性或接近中性土壤(pH=5.5-7)的植物并不产生毒性作用。然而,在酸性土壤(pH<5.0)，Al倾向于溶解成对植物有害的Al3+抑制根系生长，从而限制植物水分和养分的吸收。同时，世界约40-50%的耕地具有一定酸性。在众多非生物胁迫中，只有铝毒性对作物产量的负影响超过干旱胁迫。因此，了解植物耐铝的机制对于实现可持续的农业生产力和维护生态系统至关重要。
6月26日，浙江大学邬飞波教授团队在Journal of Experimental Botany期刊上发表了题为“HvHOX9, a Novel Homeobox Leucine Zipper Transcription Factor Revealed by Root miRNA and RNA Sequencing in Tibetan Wild Barley, Positively Regulates Al Tolerance”的研究论文，研究揭示了一个新的转录因子HvHOX9在Al耐受性以及积累中起着至关重要的作用。
铝毒性是酸性土壤中限制作物产量的主要因素。西藏野生大麦种质资源是大麦耐酸性以及耐铝性潜在基因的宝贵的育种材料。利用野生大麦种质(XZ16,耐Al；XZ61，Al敏感)和栽培大麦品种 ((Dayton，耐Al)进行MicroRNA 和 RNA sequencing，发现一种新型homeobox-leucine zipper型转录因子HvHOX9是 miR166b的靶标基因。Al胁迫条件下，HvHOX9在XZ16中表达上调 (而在XZ61和Dayton中没有变化)，而仅在根尖处有显着诱导。系统发育树表明HvHOX9与小麦TaHOX9的亲缘关系最为密切，其垂直同源蛋白在藻类的双星藻纲（轮藻/链型植物）中均有发现。XZ16背景下中HvHOX9进行大麦条纹花叶病毒诱导基因沉默(BSMV-VIGS)，BSMV:HvHOX9植株对铝的敏感性显着升高，但不影响其对其他金属和低pH的敏感性。对HvHOX9基因的破坏没有改变根细胞液中铝的浓度，但导致了铝在根细胞中积累。此外，研究还发现HvHOX9基因的沉默降低了H+的流动。
植物和藻类中HOX9蛋白的系统发育树
BSMV:HvHOX9植物提高对Al敏感性
综上，结果表明，miR166b/HvHOX9通过减少根细胞壁与Al的结合以及提高质体外的PH来实现铝脱毒，而在Al耐受性中发挥重要作用。因此,本研究发现了大麦中HvHOX9通过体外脱毒而赋予铝耐性的遗传机制，这是groupⅢ HD-Zip蛋白参与植物中Al耐受的创新发现。
文章链接：/10.1093/jxb/eraa290
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