摘要
NAC(NAM,ATAF1/2和CUC2)转录因子家族是具有保守NAC结构域蛋白的统称,在植物生长、发育和应激反应等生命活动中发挥关键调控作用.本研究利用拟南芥(Arabidopsis thaliana)的NAC家族基因,通过序列比对,从木豆(Cajanus cajan)基因组中初步鉴定了90个CcNAC候选基因,系统发育分析显示,90个CcNAC基因可分为13个亚族,根据拟南芥基因功能的研究,筛选到Group 1～4亚族中,共24个CcNAC家族基因为潜在的生物胁迫响应基因.对24个CcNAC家族基因进行理化性质和启动子顺式作用元件分析,结果表明,启动子区域含有包括多种植物激素响应元件,可能与激素信号调控密切相关,具有潜在的响应生物与非生物胁迫的功能.转录组分析结果显示,在茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)处理12 h时,13个NAC基因显著上调表达,5个NAC基因显著下调表达,其中CcNAC55在处理3、6和12 h时均显著上调,且在6、12 h时表达水平最高.进一步利用半定量PCR检测发现,CcNAC55在真菌Cc1-1胁迫时持续显著上调,而在高温胁迫时没有明显差异,说明CcNAC55在木豆抵御生物胁迫的反应中可能发挥重要作用.为了验证CcNAC55应对生物胁迫的功能,本研究利用真空渗透转化法建立了过表达CcNAC55的木豆株系,并在叶片上接种致病真菌Cc1-1,结果显示,CcNAC55过表达可以显著降低木豆叶片的侵染率和侵染面积比率.本研究为木豆NAC基因功能的研究了提供参考,将有助于鉴定和选择与生物胁迫耐受性相关的候选基因.
基金项目
国家自然科学基金(31922058)
国家自然科学基金(31901281)
北京林业大学杰出青年人才基金(2019JQ03009)
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