扬州大学韦存虚/刘巧泉团队揭示转录因子OsNAC25与OsNAC20/26之间的正负调控机制在稳定淀粉合成中的作用

淀粉是稻米中最重要的贮藏物质，其含量决定着稻米的产量和品质。目前，淀粉的合成已经得到了全面的研究，但其调控机制的研究还较为零散。已报道的调控因子多处于调控网络的末端，它们的上游调控因子或者已报道的转录因子之间的相互关系还未知。

近日，扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室/江苏省作物基因组学和分子育种重点实验室韦存虚和刘巧泉教授团队在Plant Physiology发表了题为“Regulatory loops between rice transcription factors OsNAC25 and OsNAC20/26 balance starch synthesis”的研究论文，揭示了转录因子OsNAC25与OsNAC20/26之间的正负调控机制在稳定淀粉合成中的作用。

该团队先前的研究已证实NAC家族转录因子OsNAC20和OsNAC26 （OsNAC20/26）直接调控淀粉合成基因的表达，从而调控贮藏物质的积累 （Plant Physiology, 2020, 184, 1775–1791） 。该研究以OsNAC20/26为切入点，结果发现OsNAC25既是OsNAC20/26的上游调控因子，也是它们的互作蛋白。进一步的遗传和生化实验结果表明OsNAC25与OsNAC20/26之间形成正负两种调控来稳定淀粉的合成（图1）：在种子发育早期，OsNAC25优先表达来调控OsNAC20/26的表达。反过来，OsNAC20/26也在不断地促进OsNAC25的表达；OsNAC25与OsNAC20/26之间的相互调控，加之OsNAC20/26的自激活使得OsNAC20/26大量表达，从而满足灌浆期大量贮藏物质合成的需求。然而，过量表达OsNAC20/26也不利于种子的正常发育。OsNAC25又与OsNAC20/26相互作用，通过抑制淀粉合成相关基因的表达来精细调控淀粉的合成。

图1. OsNAC25与OsNAC20/26之间形成正负调控通路

扬州大学青年教师王娟为本论文第一作者，韦存虚教授和刘巧泉教授为本文的通讯作者，张海琴、王远江、孟杉杉、刘庆、李倩和赵志雯等同学在该研究过程中发挥了重要的作用。该研究得到了国家自然科学基金面上项目和江苏省重点研发计划的支持。

论文链接：

https://doi.org/10.1093/plphys/kiae139