Plant Physiol | 青岛农业大学姜新强课题组揭示转录因子RcNAC091调控月季干旱抗性的新机制

月季（Rosa spp.）是重要的园林植物，世界范围内广受人们喜爱，也是我国传统名花和多个城市的市花。除作为鲜切花应用外，月季广泛用于室外景观绿化花卉。在室外绿化应用过程中会经常遇到干旱等不良环境，影响其应用范围和观赏品质。因此，研究月季如何适应干旱胁迫的分子机制，采用分子生物学手段培育耐干旱月季新优品种，提高其应用范围，降低养护管理成本，进而获得高抗月季种质具有重要的理论和实践意义。

近日，青岛农业大学园林与林学院姜新强课题组在Plant Physiology在线发表了题为“Transcription factor RcNAC091 enhances rose drought tolerance through the abscisic acid-dependent pathway”的研究论文。该研究鉴定了一个受干旱和脱落酸（ABA）诱导的NAC转录因子RcNAC091，RcNAC091可以调控RcWRKY71的转录，并调节ABA信号转导相关基因的表达而参与干旱逆境应答。

课题组前期对月季NAC家族基因进行了全基因组分析，获得胁迫诱导类NAC家族成员，进一步试验分析发现SNAC亚族成员 RcNAC091 的表达受到干旱的诱导(Plant Molecular Biology, 2021, 108 (6): 605-619)。该研究进一步对 RcNAC091 的生物学功能和参与干旱胁迫的分子机制进行了研究。 RcNAC091 定位于细胞核并具有转录激活活性； RcNAC091 沉默导致干旱胁迫耐受性降低，而 RcNAC091 过表达则能够提高干旱胁迫耐性；并且ABA处理后增强了干旱胁迫适应性。比较转录组结果显示， RcNAC091 影响了ABA信号传导和氧化酶代谢相关基因的表达，且RcWRKY71在 RcNAC091 沉默植株中的表达受到抑制；进一步研究结果表明 RcNAC091 在体内和体外直接靶向 RcWRKY71 的启动子。 RcWRKY71 沉默的月季植株对ABA和干旱胁迫都不敏感，而 RcWRKY71 过表达的植株对ABA敏感，从而产生耐旱表型；同时，ABA生物合成和信号传导相关基因在 RcWRKY71 沉默株系中的表达均受到影响。上述研究结果揭示了月季适应干旱胁迫过程中的RcNAC091-RcWRKY71分子调控模块， RcWRKY71 能够被 RcNAC091 转录激活，影响其对ABA途径相关基因的表达而参与干旱胁迫过程。

综上所述，该研究揭示了RcNAC091-RcWRKY71分子模块通过ABA依赖途径参与月季干旱逆境应答，对于揭示月季逆境适应分子机制，培育月季高抗品种，提高其应用范围具有重要意义。

图1 月季干旱适应中的RcNAC091-RcWRKY71分子模块

青岛农业大学园林与林学院姜新强副教授和青岛农业大学农学院的朱虹副教授为该论文的共同通讯作者，青岛农业大学园林与林学院在读硕士研究生耿丽芳为该论文第一作者，课题组在读硕士研究生于爽、张一昌、苏林以及园林与林学院卢婉佩博士也参与了相关工作。该研究得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金项目的资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1093/plphys/kiad366