PBJ 综述| 北京林大李云教授综述NAC转录因子调控植物生长发育在植物改良策略中的研究进展

NAC 转录因子家族是植物最大的转录因子家族之一，NAC蛋白是植物特异性蛋白，对陆生植物具有特殊意义。自1996年第一个 NAC 转录因子被发现以来，越来越多的 NAC 转录因子被证明参与了植物的生长发育和胁迫响应。该论文超越了以往主要关注单个NAC蛋白功能的研究，在更广泛的背景下总结了NAC的上游调控因子、协同因子和靶点在植物改良策略中的预期作用。阐明了NAC转录因子家族在植物生物技术中的应用潜力，并强调了在这一领域进一步研究的必要性。

植物在复杂的环境变化中进行它们的生命周期，在此过程中，NAC转录因子的结构决定着其在调控植物发育与应激响应中的功能。在发育过程中，NAC蛋白作为正调控或负调控因子在植物的各个器官发育中都发挥着十分重要的作用，自种子萌发起始，到进入幼年营养生长阶段的根、茎、叶的发育，再至植物生长到一定阶段并积累充足的养分之后进入生殖生长阶段的花和果实的发育，NAC蛋白通过各种信号通路广泛参与调控植物种子萌发，次生细胞壁的生长，根的发育，叶片衰老，花的形成与衰老，以及果实成熟。本文结合目前已有的研究对NAC转录因子调控植物生长发育的模块进行了总结（图1）。

图1  NAC转录因子控制植物不同部位发育的网络调节示意图

由于植物固着生长的特性，其进化出强大的抗逆能力与特有的抗逆方式，以此来适应外在复杂多变的环境，目前的研究证据表明NAC蛋白在调控植物抗高/低温、干旱/洪涝、高盐和病害中至关重要 （图 2）。

图  2  NAC转录因子调节植物各种胁迫响应的示意图

此外，NAC转录因子OsNAC2、 NAP、ATAF1、ORE1、JUB1作为核心因子在平衡生长发育与胁迫响应中发挥着关键作用，这些NAC 转录因子的发现和总结可能对于未来阐明 NAC 转录因子家族在植物理论研究与生产实践中的复杂调控网络及潜在应用具有重要的借鉴意义。

图3 关键NACs在植物发育和胁迫响应中的通路示意图

北京林业大学生物科学与技术学院李云教授为本文通讯作者，硕士研究生韩昆瑾和博士后赵烨为论文共同第一作者，研究团队教师孙宇涵副教授参与了该研究工作，加拿大UBC的Yousry A. El-Kassaby教授对本研究提供了指导。该论文得到国家自然科学基金项目(32171769) 以及中央高校基本科研业务费专项 (PTYX202338) 的资助。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/pbi.14161

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

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