近日，蔬菜所在国际知名植物学期刊《BMC Plant Biology》（中科院二区，IF = 4.8）上发表了题为 “Genome-wide identification and analysis of the cysteine-rich transmembrane module genes in Chinese cabbage (Brassica rapa L. ssp. Pekinensis) and BrCYSTM1 is involved in leaf size development”的研究论文。该研究首次系统分析了大白菜CYSTM基因家族，并揭示了BrCYSTM1基因在调控大白菜叶片大小发育中的作用机制，为大白菜品种改良提供了新的基因资源和理论依据。

大白菜是我国重要的叶用蔬菜，其产量与品质常受干旱、盐碱及重金属污染等多种环境胁迫的影响。在长期进化过程中，植物形成了一系列应对逆境的分子机制。其中，富含半胱氨酸的跨膜模块（CYSTM）蛋白作为一类在真核生物中保守存在的小肽，被认为在逆境响应与防御过程中起着关键作用。然而，该基因家族在大白菜中的成员组成、表达模式及生物学功能尚不清楚。

本研究首先利用生物信息学方法，从大白菜基因组中鉴定出9个CYSTM家族成员，并系统分析了其进化关系、结构特征及表达模式。结果显示，这些基因在不同组织中广泛表达，并对脱落酸、水杨酸等多种激素以及盐、干旱、高低温、重金属等非生物胁迫呈现差异化的响应，表明该家族广泛参与植物对多重逆境的适应性调控。

基于BrCYSTM1基因在叶片中的高表达，我们进一步探究了其在叶片生长发育中的作用。研究发现，在大白菜和拟南芥中过表达BrCYSTM1能显著增大转基因植株的叶片。此外，在拟南芥atcystm1功能缺失突变体中回补表达该基因，可完全恢复其叶片表型缺陷，证实BrCYSTM1具有正向调控叶片大小的功能。

机制研究表明，BrCYSTM1蛋白既可自身形成同源二聚体，也能与BrCYSTM10a、BrCYSTM10b蛋白分别形成异源二聚体，且这些二聚体均定位于质膜和细胞质中。由此推测，BrCYSTM1可能通过形成二聚体参与细胞内外信号传导，进而调控大白菜逆境抗性和叶片大小发育。

本研究首次系统解析了大白菜CYSTM基因家族，为其在逆境响应与信号转导中的功能研究提供了基础；同时，也为揭示大白菜叶片发育的分子机制提供了新线索，为利用生物育种技术同步改良大白菜产量与抗逆性奠定了理论基础。

蔬菜所郑晗博士为论文的第一作者，高建伟研究员为论文的通讯作者。上述研究得到国家自然科学基金、国家现代农业产业技术体系、山东省重点研发计划等项目的资助。（撰稿：郑晗 核稿：王凤德）