《NAC轉錄因子在棉纖維細胞次生壁發育中的功能研究》是依託華中師範大學，由黃耿青擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：NAC轉錄因子在棉纖維細胞次生壁發育中的功能研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：黃耿青
- 依託單位：華中師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
NAC蛋白是一類植物特有的轉錄因子，可能對植物細胞次生壁發育具有重要的調控作用。棉花是我國最重要的經濟作物，棉纖維細胞是研究植物細胞伸長和細胞壁生物發生的理想材料之一。本項目在課題組前期工作基礎上，擬通過離體胚培養、過量表達、RNAi等技術，研究2個纖維特異表達的NAC基因在棉纖維細胞極性生長、次生壁形態建成等方面的功能；通過研究NAC蛋白對細胞壁合成相關蛋白、細胞骨架蛋白和相關轉錄因子的調控作用分析，闡明NACs在纖維發育中的調控機制。本研究將提供NAC轉錄因子在棉纖維細胞發育中的作用及其表達調控等重要科學資料，豐富完善棉纖維發育的分子機理研究，同時還可為纖維品質改良的分子育種提供基因元件。
結題摘要
NAC蛋白是一類植物特有的轉錄因子，對植物細胞次生壁發育具有重要的調控作用。本項目從棉纖維中分離鑑定了兩個在纖維次生壁發育期特異表達的NAC基因，命名為GhNAC1和GhNAC2。這兩個基因具有兩個內含子和三個外顯子，其編碼蛋白定位於細胞核中，且具有轉錄自激活活性。在擬南芥中過量表達GhNAC1導致轉基因植株葉片向上捲曲，木質素在莖表皮細胞中異位積累，木質部次生壁加厚。相反，GhNAC1顯性抑制的轉基因擬南芥則莖木質部細胞壁變薄。GhNAC1/2過量表達和顯性抑制擬南芥分別導致SND1 (GhNAC1/2在擬南芥中的同源基因)下游參與次生壁發育相關基因表達上調和下調。獲得過量表達GhNAC1轉基因棉花，總計6株系400多棵植株，部分轉基因植株也出現葉片向上捲曲的表型，且其胚珠表皮缺少短絨，長絨細胞壁加厚。也獲得了一批GhNAC1-RNAi轉基因棉花株系。這兩種轉基因棉花植株後代的遺傳及生化等方面的分析仍在進行中。研究發現，GhNAC1可以與自身或GhNAC2形成同源或異源二聚體，且能與下游基因GhDUF231的啟動子結合。通過本項目的研究，課題組成員在SCI期刊上發表論文4篇，在國內生物學核心期刊上發表論1篇，申請棉花新基因專利1項，培養研究生3名。本研究提供了NAC轉錄因子在棉纖維細胞發育中的作用及其表達調控等重要科學資料，豐富完善了棉纖維發育的分子機理研究，同時還可為纖維品質改良的分子育種提供基因元件。
