葡萄果实成熟相关NAC转录因子的筛选、克隆及表达分析

作     者：牛早柱 赵艳卓 陈展 宣立锋 牛帅科 褚凤杰 杨丽丽 NIU Zaozhu;ZHAO Yanzhuo;CHEN Zhan;XUAN Lifeng;NIU Shuaike;CHU Fengjie;YANG Lili

作者机构：河北省农林科学院石家庄果树研究所石家庄050061 

出 版 物：《果树学报》 (Journal of Fruit Science)

年 卷 期：2022年第39卷第7期

页      面：1137-1146页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0902[农学-园艺学] 090201[农学-果树学] 

基　　金：国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS-29-3) 河北省农林科学院创新工程项目。 

主　　题：葡萄 果实成熟 转录因子 进化分析 组织表达 

摘      要：【目的】NAC转录因子在植物生长发育中起重要调控作用。旨在筛选参与葡萄果实成熟的NAC转录因子,揭示NAC转录家族在葡萄果实成熟过程中的生物学功能。【方法】利用荧光定量PCR技术分析了NAC基因在葡萄果实不同时期的表达水平及其组织特异性,对候选基因的核苷酸序列、蛋白质性质进行分析。同时,构建pGBKT7重组质粒检测转录因子的自激活能力。【结果】红地球葡萄不同发育阶段的NAC基因表达分析中,筛选出11个差异表达的NAC基因。结合其在红巴拉多葡萄中的表达情况,确定4个NAC转录因子为候选基因。VvNAC5、VvNAC11、VvNAC13、VvNAC18基因的开放阅读框长度分别为1083、1092、1098、1062 bp,分别编码360、363、365、353个氨基酸,各蛋白分子质量与等电点不同。蛋白序列对比结果显示4个NAC基因在N端都包含高度保守的NAM结构域,但C端序列高度变异。系统进化树分析显示VvNAC5、VvNAC11、VvNAC13与众多参与组织形成和器官发育相关的NAC蛋白聚为一类,推测同时在组织形成发育过程中发挥作用;VvNAC18与众多调控果实成熟衰老及叶片脱落相关蛋白聚为一类,说明VvNAC18参与葡萄果实的成熟调控过程。分析4个NAC基因的组织特异性,发现VvNAC5、VvNAC18主要在果实中表达,且显著高于其他部位,VvNAC11、VvNAC13在果实中也有较高的表达量。酵母转化试验证明4个NAC蛋白均具有转录激活活性。【结论】筛选出4个NAC转录因子在葡萄果实的成熟过程中发挥重要的调控作用,为探索NAC转录家族调控葡萄果实成熟的作用机制奠定理论基础。