植物转录因子NAP亚家族的研究进展

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1、中国农业科学2014,47(2):209-220ScientiaAgriculturaSinicadoi:10.3864/j.issn.0578-1752.2014.02.001植物转录因子NAP亚家族的研究进展范凯，王学德，袁淑娜，王铭（浙江大学农业与生物技术学院，杭州310058）摘要：植物转录因子NAP（NAC-Like，ActivatedbyAP3/PI）是近年来发现的一类与调控植物生长发育、控制叶片衰老以及响应外界环境胁迫等功能有关的转录因子，是NAC（NAM、ATAF1/2和CUC2）家族中的一个重要成员，也是一类植物特有的转录因子。转录因子NAP在结构上具有

2、NAC家族的保守结构，即在N端具有保守的NAC区以及在C末端具有相对多样性的TAR区，但也有不同于其它NAC亚家族的一些特点，如其TAR区也有一定的保守性等；同时，NAP亚家族的基因表达产物主要集中在细胞核中，表明转录因子NAP是一个核蛋白；再者转录因子NAP的基因主要包括3个外显子和2个内含子。自从第一个转录因子NAP于1998年由Robert等在拟南芥中对控制花发育的AP3/PI的靶基因进行研究时发现以来，目前已在水稻、小麦、大豆、棉花、竹子、葡萄、番红花等植物中相继发现，表明NAP是存在于植物界中的一个特有的转录因子。转录因子NAP具有多种生物学功能，广泛参与植物种

3、子、根、花等的生长发育，对植物生长发育过程起着重要的调节作用；与此同时，转录因子NAP也在叶片凋亡过程中起着举足轻重的作用，对叶片在衰老过程中涉及到的大分子物质的降解以及营养物质的再分配等过程起着重要的调控作用；而且，转录因子NAP对包括干旱、盐渍、冷害等外界环境胁迫有一定的响应，是一类参与调控植物体内各种生理反应的关键因子；同时，转录因子NAP也与植物尤其是农作物的品质有密切的关系，这也为农作物育种提供了一种新的思路和方法。最新研究表明，NAP主要受脱落酸和乙烯调控，已发现一个定位在高尔基体的PP2C家族中的成员SAG113为转录因子NAP的一个直接的靶基因，而且发现S

4、AG113在控制气孔运动方面尤其是在衰老叶片中可能是ABA调控中的一个负调控元件，通过酵母杂交试验以及电泳迁移率变动分析技术得出转录因子NAP受到ABA的调控并直接与其靶基因SAG113启动子区域的一个特定的区域进行专一性的结合，即在衰老叶片中转录因子NAP通过ABA-NAP-SAG113PP2C调节链提高其靶基因SAG113的表达，以及通过促进气孔开放从而导致水分丧失和通过足够的氧气进入到组织中使得乙烯释放进而使呼吸作用加快等加速叶片衰老的信号这一调控机制。文章主要对NAP转录因子的结构特点、生物学功能以及调控机制等方面在植物中的研究现况进行较为详细的阐述，以期为后续研

5、究提供一定的参考。关键词：NAP；结构特点；生物功能；调控机制RecentAdvancesinResearchofTranscriptionFactorNAPSubfamilyinPlantsFANKai,WANGXue-de,YUANShu-na,WANGMing(CollegeofAgricultureandBiotechnology,ZhejiangUniversity,Hangzhou310058)Abstract:NAP(NAC-Like，ActivatedbyAP3/PI)isaplant-specifictranscriptionfactor,whichpl

6、aysanimportantroleinregulationofplantgrowthanddevelopment,leafsenescenceandresponsestovariouskindsofstresses.NAPbelongstoNAC(NAM,ATAF1/2andCUC2)transcriptionfactor,whichcontainsaconservedN-terminalNACdomainandahighlydivergenttranscriptionactivationregion(TAR)inC-terminalregion.Furthermore

7、,theNAPproteinislocalizedinthenucleus,andtheNAPgenestructure收稿日期：2013-08-16；接受日期：2013-09-30基金项目：农业部转基因项目（2009ZX08009-061B）联系方式：范凯，E-mail：fankai@zju.edu.cn。通信作者王学德，E-mail：xdwang@zju.edu.cn210中国农业科学47卷containsthreeexonsandtwointrons.SincethefirstNAPwasfoundtobeclosely