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环境胁迫，如水胁迫和盐胁迫，是影响植物生长、作物产量以及物种分布重要因素之一。干旱和高盐等逆境造成的渗透胁迫能够造成植物细胞内快速积累过量的活性氧物质(ROS)和一些有毒物质，如单线态氧、过氧化氢和小分子醛类物质等。它们不仅能与蛋白质、氨基酸、核甘酸等物质反应，破坏它们的正常功能，而且能导致脂质过氧化链式反应，危害细胞膜系统的正常生理功能。为了降低这些小分子毒性物质对细胞的毒害作用，植物体内会诱导抗氧化酶和活性物质降解酶基因大量表达，如醛脱氢酶基因等(ALDHs)等。目前已发现多种醛脱氢酶基因能够被干旱或高盐等非生物胁迫诱导表达，它们可能参与抗氧化防御反应或细胞渗透调节反应，在植物抗逆境胁迫反应过程中起着重要的作用。
前人研究表明，植物ALDH7基因受到干旱和高盐等非生物胁迫诱导表达，动物ALDH7基因只在必需维持渗透平衡才能保持正常功能的组织中表达，物种间ALDH7基因序列同源性很高。然而，迄今为止，对ALDH7的具体的生理生化功能还缺失系统的研究，对ALDH7在植物逆境胁迫过程中具体作用的研究才刚刚起步。我们在分离小麦渗透胁迫相关基因时分离到了ALDH7的同源片段。进而从六倍体普通小麦和其三个二倍体祖先种中分离到6个ADLH7全长cDNA序列，分别命名为TuALDH7,AesALDH7,AetALDH7，TaALDH7-1,2和3。在此基础上，本研究对ALDH7家族开展了一系列研究，包括序列结构特征、表达模式分析、亚细胞定位、生化活性和遗传学功能等，获得了以下主要结果。
TuALDH7，AesALDH7，AetALDH7,TaALDH7-1,2和3基因核苷酸序列之间具有96％以上的同源性，对应的氨基酸序列同源性超过98％。它们对应的蛋白序列具有4个典型的醛脱氢酶结构域特征，包括醛脱氢酶谷氨酸活性位点、PR-box、催化位点和C-box。
ALDH7基因的表达受到PEG和NaCl胁迫的诱导。在0-12小时的PEG和高盐胁迫过程中，TuALDH7，AesALDH7，AetALDH7，TaALDH7-1,2和3在叶片中的转录本呈持续上升的表达模式。在PEG渗透胁迫下，该6个基因在茎和叶中的表达量高于根和小穗中的表达量。
亚细胞定位显示，TaALDH7-1-GFP融合蛋白主要分布在洋葱表皮细胞的细胞质中，证明ALDH7是细胞质酶。体外酶活性测试显示TaALDH7-1酶以NAD+为辅酶因子，具有乙醛脱氢活性，基本上不具有NADP+辅酶活性。
利用大麦条纹花叶病毒介导的基因沉默(VIGS)系统沉默TuALDH7，AesALDH7，AetALDH7，TaALDH7-1,2和3试验表明，ALDH7转录量的下调降低了植株对干旱和高盐的抗性，增加了植株的过氧化化程度。TaALDH7-1转入对干旱和高盐敏感的拟南芥aldh7b4缺失突变体后，能够恢复突变体在干旱和高盐胁迫下的野生型表型。但TuALDH7，AesALDH7，AetALDH7，TaALDH7-1,2和3基因沉默植株和拟南芥aldh7b4缺失突变系在正常生长环境下与野生型对照没有明显的表型差异。证明ALDH7对植株的正常生长发育没有影响，但在植株抵御或适应干旱和高盐等逆境胁迫过程中起着重要的抗氧化胁迫作用或解毒作用。
从小麦及其亲缘种中克隆了21个新的Adh基因，其中8个属于Adh1类，10个Adh2类，其余3个属于Adh3类。表达谱分析表明，麦类Adh基因间具有时空表达差异。在正常生长条件下，小麦Adh1类基因呈低组成型表达，Adh2和Adh3类基因不表达，但在缺氧胁迫逆境下，所有的Adh1、2和3类基因的表达量都显著提高。
Adh3类基因由Adh2类基因复制分化而来。前人的研究认为，大约在16 MYA年以前，Adh3类基因由大麦系内的Adh2类基因复制和分化而来。而本文的研究结果显示，Adh3类基因与Adh2类基因的复制分化已有大约24MYA的历史，既两者的分化可能发生在小麦和大麦物种分化以前。分子进化分析表明，Adh2和Adh3类基因的进化速率显著快于Adh1类基因。
在全长编码区内，密码子第三位点的G+C含量在Adh1与Adh2/3类基因间具有明显的漂移，Adh2/3类基因密码子第三位点的G+C含量显著高于Adh1类基因。利用遗传距离分析、同质性检验和进化关系分析，检测到小麦和其亲缘种中Adh2和Adh3平行同源基因间可能发生了两次基因转换事件。在小麦及其亲缘种Adh基因内并没检测到阳性达尔文选择位点。因此我们推测，G+C含量的差异和基因表达的分化对小麦属和山羊草属物种内Adh基因多拷贝的持续保留和功能分化具有重要的意义。