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^*

来源：果树学报, 2022, 39(07): 1137-1146.

DOI：10.13925/j.cnki.gsxb.20210504

• 葡萄
• 果实成熟
• 转录因子
• 进化分析
• 组织表达

【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。

• 单位
  河北省农林科学院石家庄果树研究所