水稻NACA基因家族的鉴定及NACA2功能研究

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作   者：

刘永昌;  聂祝运;  张斌;  袁志辉;  何春兰; 

作者机构：

湖南科技学院化学与生物工程学院/湖南省银杏工程技术研究中心; 

关键词：

干旱胁迫;  新生多肽结合复合体;  NACA2;  水稻; 

期刊名称：

西北植物学报

i s s n：

1000-4025

年卷期：

2022 年 003 期

页   码：

371-380

摘   要：

该研究从水稻中鉴定了5个编码NACA蛋白的基因，并对其理化性质、结构、定位及表达进行分析，并针对NACA2的亚细胞定位及其在抗旱过程中的生物学功能进行了初步研究。结果表明：（1） 5个水稻NACA蛋白的氨基酸序列中含有多个保守的基序，NACA1-NACA4均含有NAC结构域和UBA结构域，但NACA5序列较短且不含UBA结构域；不同植物NACA蛋白的氨基酸序列进化关系与物种之间的进化关系高度统一。（2）组织表达模式分析发现，NACA1、NACA2和NACA3在不同水稻组织中具有较高的表达水平，尤其是在生殖器官中，但NACA4和NACA5在不同组织中的表达水平均很低；NACA基因的表达受到甘露醇、脱落酸（ABA）、茉莉酸（JA）、氯化钠（NaCl）、水杨酸（SA）及低温胁迫的诱导，其中NACA2和NACA5的表达变化最明显。（3）亚细胞定位表明，NACA2蛋白定位于细胞核和细胞质中。（4）与野生型相比，过表达NACA2拟南芥株系的萎蔫程度较轻，颜色较绿，显著降低了叶片的失水速率，且复水速度明显更快，并显著增强了对干旱和渗透胁迫的抗性。研究表明，NACA2正调控植物对干旱胁迫的抗性，为进一步研究NACA基因在水稻中的生物学功能奠定了基础。