NAC转录因子OMTN2#OsNAC2#Ostil1;NAC (NAM

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NAC转录因子OMTN2#OsNAC2#Ostil1;NAC (NAM

发布日期:2025-01-07 16:33    点击次数:59

OsNAC2(Os04g0460600, Chen et al. 2015, Mao et al. 2020, Yu et al. 2021, Li et al. 2023), OMTN2(Os04g38720, Fang et al. 2014), 与Ostil1(DQ520641, Mao et al. 2007), 位于同一基因位点... OsNAC2编码一个NAC转录因子。 【突变体表型】 Ostil1突变体表现出分蘖数目增加、分蘖角增大以及株高变矮的表型,同时茎杆变细,种子大小变小,根则没有明显变化(Mao et al. 2007)。 OsNAC2过表达株系对高盐和干旱条件的抗性降低,在开花阶段遭受干旱条件会导致产量降低。在营养和开花阶段,RNAi植株均表现出对高盐和干旱胁迫耐受性增强。此外,干旱胁迫后,RNAi植株产量会比野生型提高(Shen et al. 2017)。 OsNAC2的敲除和敲减株系,初生根长增加,冠状根数量增多(Mao et al. 2020)。 OsNAC2敲减株系,在严重盐胁迫下细胞死亡显著降低(Mao et al. 2018)。 【定位与克隆】 【时空表达谱】 qRT-PCR表明,OsNAC2在水稻生育期的各个组织中均有表达,其中在叶鞘表达较高,在根部、花柄以及花序的表达量高于剑叶和节间;OsNAC2启动子融合GUS实验表明,OsNAC2在胚、胚芽鞘、胚根、叶枕、穗、托苞、外稃、花柄以及花药等部位均有表达;原位实验则表明,OsNAC2在幼嫩叶片、根分生组织表达量较高(Chen et al. 2015)。 OsNAC2受到脱落酸处理和渗透胁迫例如干旱和高盐的强烈诱导(Shen et al. 2017)。 qPCR发现OsNAC2在根发育早期表达,RNA原位杂交发现OsNAC2在5日龄幼苗的根原基表达,表明OsNAC2可能参与根系发育调控(Mao et al. 2020)。 【亚细胞定位】 细胞核 【生物学功能】 OsNAC2调控非生物胁迫应答和脱落酸介导的应答,作为ABA和非生物胁迫通路的连接处发挥作用(Shen et al. 2017)。 OsNAC2负调控水稻株高和抽穗期,能够直接与赤霉素(GA)合成相关基因OSEATB和OsKO2的启动子结合,抑制它们表达。过表达OsNAC2的转基因植株节间变短、小穗变短,同时对赤霉素(GA3)更敏感。与野生型相比,过表达系赤霉素水平下降,抽穗期推迟大约5天(Chen et al., 2015)。 过表达OMTN2、OMTN3、OMTN4和OMTN6,对水稻生殖期的耐旱性具有负作用(Fang et al. 2014)。 OsNAC2调控水稻分蘖生长,但不影响分蘖芽的起始(Mao et al. 2007)。 OsNAC2整合生长素和细胞分裂素信号途径,调控水稻根系发育。OsNAC2能直接上调IAA失活相关基因OsGH3.6和OsGH3.8,下调IAA信号传导相关基因OsARF25和CK氧化基因OsCKX4表达,从而抑制生长素的活性和响应,并增加细胞分裂素含量。OsNAC2对生长素和细胞分裂素的交叉作用下调了细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶基因OsCDKs(cdc2Os-1, cdc2Os-2, CDKB1;1)和冠状根发生相关基因OsCRLs(OsCRL1, OsCRL4, OsCRL5)的表达,进而抑制水稻根系发育(右图, Mao et al. 2020)。 OsNAC2能与活性氧清除因子编码基因OsCOX11和半胱天冬酶样蛋白酶编码基因OsAP37的启动子结合,正调控盐胁迫诱导的细胞死亡(Mao et al. 2018)。干旱胁迫下,OsSPL10通过直接调控OsNAC2的表达来控制ROS的积累,具有OsSPL10Hap1等位变异的品种,OsSPL10及其下游基因OsNAC2的表达水平较低,导致OsAP37表达量下降、OsCOX11表达量升高,最终减少活性氧积累和细胞程序性死亡,使植株具有更强的抗旱性(Li et al. 2023)。 OsNAC2是微RNA miR164b的靶标。过表达抗miR164b的OErN植株,在茎节间和叶中有更多的大小维管束,且有更好的株型和更长的穗,一二次枝梗数增加,每穗粒数和单株产量增加。OsNAC2过表达种子的ABA水平升高,导致发芽缓慢。OsNAC2过表达株系更耐旱耐盐。过表达系中,ABA生物合成基因OsNCED1、OsNCED3与应激反应基因OsP5CS1、OsLEA3和OsRab16的表达水平显著增加。OsNAC2能直接与OsLEA3和OsNCED3的启动子结合,上调它们表达(Jiang et al. 2018; Jiang et al. 2019)。 OsNAC2直接激活OsACO和OsACO3表达,促进乙烯合成,延缓幼苗建成。过表达OsNAC2增加了水稻幼苗期根系对乙烯的敏感性。另外,OsNAC2靶向OsNCED3、OsZEP1和OsABA8ox1的启动子,通过ABA途径延迟种子发芽和胚芽鞘伸长。此外,OsNAC2通过在幼苗期而不是在发芽期与OsKO2启动子结合,以时间依赖的方式调节下游靶标(Yu et al. 2021)。 OsNAC2参与ABA诱导的叶片衰老。过表达OsNAC2改变了衰老相关基因表达,显著加速了叶片衰老,而敲除系叶片衰老延迟。OsNAC2能直接激活叶绿素降解基因OsSGR和OsNYC3表达。此外,异位表达OsNAC2通过直接上调ABA生物合成基因OsNCED3和OsZEP1表达以及下调ABA分解代谢基因OsABA8ox1导致ABA水平增加。有趣的是,OsNAC2被较低水平的ABA上调,但被较高水平的ABA下调,这表明ABA对OsNAC2的反馈抑制。此外,OsNAC2表达的减少导致RNAi系的稻谷产量增加约10%(Mao et al. 2017)。【相关登录号】contigs及其产物:AP008210↘BAF14906; AL606460↘CAD40985; CM000141↘EEE61128

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