鹰嘴豆CaNAC67转录因子通过增强抗氧化防御系统提高拟南芥抗旱性的分子机制

本研究揭示了鹰嘴豆（Cicer arietinum）NAC家族转录因子CaNAC67通过RD29A启动子驱动在拟南芥（Arabidopsis thaliana）中表达后，显著提升植株抗旱性的分子机制。转基因植株表现出更高的存活率、生物量积累，以及通过调控ROS（活性氧）代谢（包括SOD/APX/CAT酶活）、GSH（谷胱甘肽）氧化还原平衡和角质层通透性降低等生理适应性变化，为作物抗逆遗传改良提供了新靶点。

　　

Highlight

CaNAC67蛋白具有转录激活活性

为验证CaNAC67的转录激活能力，研究者采用酵母单杂交系统。将包含C端转录调控区(TRR)的片段与GAL4 DNA结合域(GAL4-BD)融合构建pGBKT7:TRR载体。转化酵母AH109菌株后，携带该重组质粒的酵母在缺乏组氨酸的培养基上正常生长且β-半乳糖苷酶活性显著增强，而空载体对照组则无此现象，证实CaNAC67的TRR具有强效转录激活功能。

讨论

早期研究发现鹰嘴豆含有72个NAC家族成员，其中仅CaNAC01-06等少数基因被报道参与胁迫响应。本研究首次阐明CaNAC67通过多重机制增强抗旱性：1) 激活SOD/CAT/APX等抗氧化酶基因表达，降低干旱诱导的ROS（如O₂^-和H₂O₂）积累；2) 提升还原型GSH含量及GSH/GSSG比值，强化氧化还原稳态；3) 通过调控角质层相关基因降低叶片水分流失。这些发现为解析NAC转录因子在作物抗逆中的"分子开关"作用提供了新视角。

结论

本研究系统揭示了CaNAC67通过"抗氧化防御-水分保持-胁迫信号传导"三位一体的作用网络提升植物抗旱性的分子蓝图。其通过RD29A启动子的诱导表达策略既避免了组成型表达的生长抑制效应，又实现了胁迫条件下的精准调控，为设计"智能型"抗逆作物提供了理论依据。该基因在鹰嘴豆中的同源转化验证将是下一步研究重点。