王春雨 張茜

（1. 西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院，楊凌 712100；2. 西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，楊凌 712100）

NAC轉(zhuǎn)錄因子是近年來新發(fā)現(xiàn)的具有多種生物學(xué)功能的植物特異轉(zhuǎn)錄因子，廣泛分布于陸生被子植物的基因組中，是植物最大的基因家族。1996年，Souer等［1］從矮牽牛中克隆出了第一個NAC基因NAM（No Apical Meristem），隨后又在擬南芥中發(fā)現(xiàn)了ATAF1/2和CUC2這三個轉(zhuǎn)錄因子基因［2］。序列比對分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，NAM、ATAF1/2和CUC2所編碼的蛋白質(zhì)具有較高的同源性。雖然它們的生物學(xué)功能各不相同，但是都具有相似的N端結(jié)構(gòu)，并以其首字母命名為NAC結(jié)構(gòu)域。目前，在許多植物中都發(fā)現(xiàn)了眾多的含有NAC結(jié)構(gòu)域的NAC家族轉(zhuǎn)錄因子。全基因組分析發(fā)現(xiàn)，水稻（Oryza sative）和擬南芥（Arabidopsis thaliana）中分別至少有151和117個NAC家族轉(zhuǎn)錄因子基因；楊樹（Populus trichocarpa）中至少含有163個成員；而在大豆（Glycine maxL.）和煙草（Nicotiana tabacum）中均有至少152 個成員［3］。在大麥（Hordeum vulgareL.）和柑橘（Citrus limoniaOsbeck）的EST數(shù)據(jù)庫中分別發(fā)現(xiàn)了48和45個NAC轉(zhuǎn)錄因子［3］。因此，NAC轉(zhuǎn)錄因子被認(rèn)為是至今發(fā)現(xiàn)的植物基因組中最大的轉(zhuǎn)錄因子家族之一［4］。

1 NAC轉(zhuǎn)錄因子結(jié)構(gòu)特征分析

NAC轉(zhuǎn)錄因子具有顯著的結(jié)構(gòu)特點，即蛋白的N端都有一個高度保守的約150個氨基酸組成的NAC結(jié)構(gòu)域，含有A、B、C、D、E五個亞結(jié)構(gòu)域，其中亞域C可能與結(jié)合DNA有關(guān)，亞域E可能參與發(fā)育時期調(diào)控和（或）組織特異性，并協(xié)同亞域D與DNA發(fā)生相互作用［5］。NAC轉(zhuǎn)錄因子C端轉(zhuǎn)錄激活功能區(qū)具有高度的多樣性，該端的共同特點是一些簡單氨基酸，重復(fù)出現(xiàn)的頻率較高，同時富含絲氨酸、蘇氨酸、脯氨酸、谷氨酸或酸性氨基酸殘基等，這是植物轉(zhuǎn)錄激活結(jié)構(gòu)域的典型特征［6-7］。對擬南芥基因組分析發(fā)現(xiàn)，在其C-端包含α-螺旋跨膜序列（TMs），至少13個擬南芥NAC蛋白具有跨膜功能，并且很多假定的NAC-MTFs基因在脅迫下上調(diào)，表明它們可能參與脅迫響應(yīng)［5］。盡管如此，Ooka等［8］仍從預(yù)測的NAC蛋白的C-端發(fā)現(xiàn)了13個共同序列，這些序列分別存在于12個NAC亞組。

2 NAC轉(zhuǎn)錄因子基因家族的生物學(xué)功能

NAC轉(zhuǎn)錄因子家族成員眾多，在植物不同發(fā)育時期和多種環(huán)境因素誘導(dǎo)下，激活特定目的蛋白，發(fā)揮著各種重要的生物學(xué)功能，主要涉及對植物的生長發(fā)育調(diào)控、植物的逆境脅迫應(yīng)答、調(diào)控植物的抗病性、參與植物次生生長調(diào)控以及激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等過程。例如，擬南芥NAC轉(zhuǎn)錄因子ATAF2被認(rèn)為在病程相關(guān)基因表達(dá)過程中起阻遏物的作用［9］，而ATAF1是植物體在對營養(yǎng)真菌和細(xì)菌病原體侵染的防御反應(yīng)中的負(fù)調(diào)節(jié)因子［10］，擬南芥中的轉(zhuǎn)錄因子CUC2在調(diào)控葉裂的發(fā)育中起著重要作用［11］。除此之外，更多的NAC轉(zhuǎn)錄因子不斷被發(fā)掘，本文就有關(guān)NAC轉(zhuǎn)錄因子功能的最新研究進(jìn)行綜述。

2.1 對植物生長發(fā)育的調(diào)控

植物基因組基因的有序表達(dá)是植物生長發(fā)育的基礎(chǔ)，NAC轉(zhuǎn)錄因子在植物生長發(fā)育過程中起著“分子開關(guān)”的作用。例如，Evans等［12］通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)對棉花中的GhNAC20和GhNAC18兩個轉(zhuǎn)錄因子進(jìn)行研究。用VIGS技術(shù)敲除GhNAC20基因，GhNAC20基因沉默植株的葉片衰老延遲，而過表達(dá)GhNAC18轉(zhuǎn)基因擬南芥出現(xiàn)衰老延遲的現(xiàn)象。結(jié)果表明，GhNAC20是葉片衰老的正調(diào)控因子而GhNAC18起抑制作用。又使用4種激素——脫落酸（ABA）、茉莉酸（MeJA）、水楊酸（SA）及乙烯（ET）處理植株發(fā)現(xiàn)，GhNAC20和GhNAC18與植物的應(yīng)激反應(yīng)也有關(guān)系。閆朝輝等［13］通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)的葉盤法對于“粉紅亞都蜜”葡萄VvDRL1轉(zhuǎn)錄因子的轉(zhuǎn)基因研究結(jié)果顯示，轉(zhuǎn)入VvDRL1基因的煙草生長遲緩，株高、葉面積和葉片細(xì)胞面積較野生型煙草均明顯縮小，且出現(xiàn)葉片向內(nèi)卷曲的現(xiàn)象，研究結(jié)果表明VvDRL1在調(diào)控植株的形態(tài)發(fā)育方面起著重要作用。NAC轉(zhuǎn)錄因子除了能調(diào)節(jié)葉的生長之外，對于根的生長也有調(diào)控作用。岳俊燕等［14］對于中間錦雞兒的CiNAC1轉(zhuǎn)錄因子的轉(zhuǎn)基因研究結(jié)果顯示，擬南芥CiNAC1轉(zhuǎn)錄因子基因過表達(dá)株系的側(cè)根數(shù)目明顯高于野生型擬南芥，表明過表達(dá)的CiNAC1基因促進(jìn)了擬南芥?zhèn)雀陌l(fā)生，同時發(fā)現(xiàn)CiNAC1基因也促進(jìn)了主根的伸長。研究認(rèn)為，CiNAC1基因可能與中間錦雞兒響應(yīng)逆境脅迫機制有關(guān)。Jiang等［15］在荔枝果實的研究中發(fā)現(xiàn)了一個NAC轉(zhuǎn)錄因子LcNAC1，它在荔枝果皮和果肉的衰老過程中表達(dá)量會增加，表明它可能會促進(jìn)荔枝果實的衰老。在這些研究中可以看出，NAC轉(zhuǎn)錄因子對植物根、葉、果實等器官發(fā)育的調(diào)控、對調(diào)節(jié)植物的生長發(fā)育都有重要意義。

2.2 與植物的環(huán)境脅迫應(yīng)答有關(guān)

植物的生存環(huán)境復(fù)雜多變，經(jīng)常遭受干旱、高鹽、低溫和病蟲害等逆境脅迫，影響植物的生長發(fā)育，甚至?xí)斐芍参锼劳?，?yán)重影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境。植物通過基因的表達(dá)調(diào)控可以抵抗逆境脅迫的侵害。其中NAC轉(zhuǎn)錄因子在植物對逆境脅迫的響應(yīng)過程中的調(diào)節(jié)具有重要作用。Mao等［16］利用了轉(zhuǎn)基因擬南芥對小麥的TaNAC67轉(zhuǎn)錄因子進(jìn)行了研究，研究表明，過表達(dá)TaNAC67基因的轉(zhuǎn)基因擬南芥植株對于干旱、高鹽和寒冷脅迫的耐受能力顯著增強，但是對于擬南芥植株的正常生長卻沒有任何不良的影響。這說明，TaNAC67在小麥對于這三種逆境脅迫下的響應(yīng)具有潛在的功能。余海霞等［17］在對芒果抗逆性的研究中，通過改良5'末端RACE技術(shù)獲得了芒果轉(zhuǎn)錄因子基因MiNAC。利用熒光定量技術(shù)對芒果MiNAC基因在4℃低溫、300 mmol/L NaCl和30% PEG脅迫處理（模擬干旱）后的表達(dá)模式進(jìn)行檢測，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，芒果MiNAC基因在這三種脅迫誘導(dǎo)下的表達(dá)量均顯著增加，表明該基因參與了芒果逆境脅迫的分子調(diào)控。陳希瑞等［18］利用農(nóng)桿菌介導(dǎo)的芽尖轉(zhuǎn)化技術(shù)將GmNAC4轉(zhuǎn)錄因子基因轉(zhuǎn)入棉花中，獲得了轉(zhuǎn)基因棉花植株。再用一定濃度的NaCl處理，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)入GmNAC4基因的棉花耐鹽性顯著提高，這說明GmNAC4與棉花對鹽脅迫的響應(yīng)密切相關(guān)。韓聚東等［19］利用酵母單雜交技術(shù)對梭梭中的HaNAC3轉(zhuǎn)錄因子的轉(zhuǎn)錄激活功能進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，HaNAC3是一個定位在細(xì)胞核中、具有轉(zhuǎn)錄激活功能的轉(zhuǎn)錄因子蛋白，進(jìn)一步的煙草轉(zhuǎn)基因研究結(jié)果表明，轉(zhuǎn)入HaNAC3基因的煙草在干旱、高鹽和低溫條件下的生存能力顯著提高，這些結(jié)果表明梭梭中的HaNAC3基因具有抗旱、耐鹽、耐低溫的功能。樊波等［20］利用local blast的辦法，從結(jié)縷草轉(zhuǎn)錄組中比對得到了ZjNAC036基因序列，并通過RT-PCR等方法從日本結(jié)縷草中分離出該基因。經(jīng)NCBI/BLASTx分析推測該基因為NAC類轉(zhuǎn)錄因子基因，實時熒光定量RT-PCR結(jié)果顯示，該基因在干旱情況下的表達(dá)量上調(diào)，表明ZjNAC036在干旱逆境生理上可能有重要的作用。轉(zhuǎn)錄因子不僅僅可以通過轉(zhuǎn)錄激活功能調(diào)控基因的表達(dá)，直接調(diào)節(jié)植物對脅迫環(huán)境的耐受能力，還可以通過在各種生化代謝途徑中發(fā)揮調(diào)節(jié)因子的作用從而調(diào)控植物的脅迫耐受力。例如，羅莉瓊等［21］通過RNAi技術(shù)和構(gòu)建過表達(dá)株系對水稻OsNAC2轉(zhuǎn)錄因子基因進(jìn)行研究，結(jié)果顯示，在干旱和高鹽脅迫下的OsNAC2基因表達(dá)量下降，且RNAi株系表現(xiàn)更好的干旱和高鹽抗性，而過表達(dá)OsNAC2降低了水稻對NaCl的耐受性，且在營養(yǎng)生長時期對干旱更為敏感。這些結(jié)果表明OsNAC2是一個負(fù)調(diào)控干旱和高鹽脅迫響應(yīng)的轉(zhuǎn)錄因子。接著對野生型和OsNAC2過表達(dá)植株進(jìn)行了基因差異表達(dá)分析，在過表達(dá)植株中被下調(diào)的基因大多在ABA途徑中發(fā)揮重要作用，因此猜測，OsNAC2可能通過ABA依賴途徑來負(fù)調(diào)控水稻的多種非生物脅迫反應(yīng)過程。除此之外，何建美等［22］對水稻OsNAC2基因也做了研究，結(jié)果表明，OsNAC2可能同時參與IAA與GA的代謝途徑，調(diào)節(jié)根的生長發(fā)育，從而影響植物的抗旱性。Fang等［23］在山葡萄中發(fā)現(xiàn)的VaNAC26轉(zhuǎn)錄因子，通過構(gòu)建擬南芥異源表達(dá)體發(fā)現(xiàn)，VaNAC26可以通過上調(diào)茉莉酸合成基因和茉莉酸信號通路中的基因表達(dá)，提高擬南芥體內(nèi)的茉莉酸含量來增強其對干旱的耐受力。NAC轉(zhuǎn)錄因子基因在逆境脅迫下的表達(dá)不僅受到環(huán)境的影響，而且也會受到植物進(jìn)化過程中基因的變化的影響，從而導(dǎo)致其在功能上產(chǎn)生差異。例如，Mao等［24］對玉米NAC轉(zhuǎn)錄因子ZmNAC111的研究發(fā)現(xiàn)，在玉米ZmNAC111基因中的一個82 bp的寡核苷酸序列的插入會在RdDM（RNA指導(dǎo)的DNA甲基化）途徑中，通過使DNA和組蛋白超甲基化抑制ZmNAC111基因的表達(dá)，從而導(dǎo)致玉米的抗旱性的降低。NAC轉(zhuǎn)錄因子對于干旱、鹽漬化、寒冷等環(huán)境脅迫的響應(yīng)往往會引起植物體內(nèi)生化調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生復(fù)雜的變化，其更深一步的調(diào)節(jié)機制還有待進(jìn)一步的研究。

2.3 參與植物的抗病性調(diào)控

在植物的生長發(fā)育過程中，植物經(jīng)常會受到病毒、真菌和細(xì)菌及其它病原物的侵害，從而促使植物形成了一系列復(fù)雜的抗病機制。當(dāng)病原菌在侵染植物時，植物通常通過乙烯（Ethylene，ET）、水楊酸（Salicylic acid，SA）、茉莉酸（Jasmonic acid，JA）等抗病信號的傳導(dǎo)途徑來激活大量防衛(wèi)反應(yīng)基因的協(xié)同表達(dá)，從而使植物的抗病防衛(wèi)反應(yīng)途徑得以激活。陳娜等［25］對于茄子SmNAC轉(zhuǎn)錄因子的研究表明，SmNAC基因的表達(dá)降低了茄子對青枯病的抗性。并且在過表達(dá)植株與基因沉默轉(zhuǎn)基因植株的研究中發(fā)現(xiàn)，SmNAC過表達(dá)茄子植株中的水楊酸含量顯著低于非轉(zhuǎn)基因植株，SmNAC基因沉默植株中的水楊酸含量顯著高于非轉(zhuǎn)基因的感病植株，由此猜測SmNAC是通過抑制了水楊酸合成基因的表達(dá)來降低茄子對于青枯病的抗性。Chen 等［26］在大麥中發(fā)現(xiàn)的轉(zhuǎn)錄因子HvNAC6 可以增強大麥對白粉病（Blumeria graminis f.sp.hordei）的抗性。并且通過構(gòu)建HvNAC6基因沉默株系發(fā)現(xiàn)，ABA在HvNAC6對于大麥白粉病的抗性增強作用中起正向調(diào)控的作用。Dalman等［27］在挪威云杉基因組中發(fā)現(xiàn)的兩個轉(zhuǎn)錄因子基因——PaNAC03和PaNAC04，通過氨基酸序列比對的相似性，可以證明這兩個基因?qū)儆贜AC 家族。通過白腐菌［Heterobasidion annosum（Fr.）Bref. sensu lato］接種實驗和機械傷害刺激發(fā)現(xiàn)，PaNAC03/04的表達(dá)量均顯著升高，且在生物脅迫的應(yīng)答過程中表達(dá)量均高于非生物脅迫。表明PaNAC03和PaNAC04很可能增強挪威云杉對于白腐病感染的耐受力。在進(jìn)一步的PaNAC03過表達(dá)實驗中發(fā)現(xiàn)，PaNAC03過表達(dá)株系的胚胎發(fā)育不正常，說明PaNAC03不僅在挪威云杉響應(yīng)外界脅迫中起重要作用，而且對其胚胎發(fā)育也有重要的調(diào)控作用。此外，還發(fā)現(xiàn)PaNAC03可以抑制類黃酮的生物合成。在不同的植物中，NAC轉(zhuǎn)錄因子除過能幫助植物抵抗病菌的感染之外，也能作為一個負(fù)調(diào)控因子調(diào)節(jié)植物對于病菌感染的耐受力。Wang等［28］在小麥中就發(fā)現(xiàn)了這樣一個NAC轉(zhuǎn)錄因子。小麥中的TaNAC1在其對條銹病的響應(yīng)途徑中起一個負(fù)調(diào)控因子的作用。當(dāng)TaNAC1基因沉默時，轉(zhuǎn)基因擬南芥對于條銹病和假單孢桿菌的抗性增強，而當(dāng)TaNAC1基因過表達(dá)時，擬南芥對于這兩種病菌的抗性增強。對于其下游基因表達(dá)的研究結(jié)果顯示，TaNAC1很可能是通過影響茉莉酸的合成和抑制水楊酸合成基因的表達(dá)來調(diào)控其對條銹病的抗性。同時，在此研究中發(fā)現(xiàn)，TaNAC1還可以影響側(cè)根的發(fā)育，這更說明了NAC轉(zhuǎn)錄因子功能的多樣性。

2.4 參與植物次生生長調(diào)控

植物的次生生長是一項重要的生命活動，特別是次生木質(zhì)部的形成對人類生產(chǎn)和生活具有重大意義。次生生長包括維管組織形成、次生細(xì)胞壁形成、木質(zhì)化、細(xì)胞程序化死亡以及心材形成等過程。近年，研究發(fā)現(xiàn)多個NAC基因?qū)χ参锏拇紊L起著調(diào)控作用。Xiao等［29］對玉米兩個NAC轉(zhuǎn)錄因子ZmNST3和ZmNST4的功能進(jìn)行了深入分析。原位雜交結(jié)果表明ZmNST3/4特異的在次生壁積累的細(xì)胞中表達(dá)。表型回補實驗結(jié)果顯示，ZmNST3/4能促進(jìn)植物次生壁的發(fā)育。過表達(dá)ZmNST3/4可引起轉(zhuǎn)基因擬南芥束間維管次生壁加厚，木質(zhì)素、纖維素含量增加。這表明NAC轉(zhuǎn)錄因子在植物的次生生長過程中也有重要的作用。王中娜等［30］利用實時熒光定量PCR技術(shù)對亞洲棉30個NAC 轉(zhuǎn)錄因子構(gòu)建表達(dá)圖譜，鑒定出7個在亞洲棉纖維細(xì)胞次生壁加厚期優(yōu)勢表達(dá)的基因（GaNAC05、GaNAC75、GaNAC20、GaNAC71、GaNAC40、GaNAC09和GaNAC69），并進(jìn)一步明確了它們在亞洲棉、雷蒙德氏棉和陸地棉中的表達(dá)模式差異。猜測這7個基因在亞洲棉的纖維細(xì)胞次生壁加厚中可能有重要作用。Ishii等［31］對于煙草嫩黃二細(xì)胞的研究中發(fā)現(xiàn)，一個維管結(jié)合NAC轉(zhuǎn)錄因子蛋白VND7可以調(diào)控?zé)煵荽紊谥械哪揪厶呛?，并在此過程中起正向調(diào)節(jié)的作用，表明其與煙草次生壁的合成有關(guān)。李會萍等［32］從慈竹轉(zhuǎn)錄組中篩選得到兩個基因BeNAC3和BeNAC4，并通過系統(tǒng)進(jìn)化樹分析表明這兩個基因?qū)儆贜AC轉(zhuǎn)錄因子基因家族。接著用熒光定量數(shù)據(jù)檢測其在不同組織中的表達(dá)發(fā)現(xiàn)，相對莖和未展開葉，BeNAC3在筍和展開葉中的表達(dá)量相對較高，且在展開葉中的相對表達(dá)水平更為顯著；BeNAC4的表達(dá)具有明顯組織特異性，在莖中的表達(dá)量最高，約為筍中表達(dá)量的25倍，其次是展開葉，而在幼嫩的筍和未展開葉中的表達(dá)量較低。表明這兩個基因可能參與慈竹的次生生長調(diào)控。最新又發(fā)現(xiàn)了NAC轉(zhuǎn)錄因子在植物的蛋白質(zhì)和脂類合成過程中可能發(fā)揮著重要的作用。Chi等［33］在擬南芥中發(fā)現(xiàn)的NAC跨膜蛋白AtNTL7可以參與擬南芥的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜脅迫的調(diào)控中，并在其中起正向調(diào)控作用。由于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)在生物體中蛋白質(zhì)、脂類合成，蛋白質(zhì)折疊等生化合成途徑起關(guān)鍵作用，所以推測NAC轉(zhuǎn)錄因子基因AtNTL7在調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)和脂類的代謝途徑中有重要作用。NAC轉(zhuǎn)錄因子對于植物次生生長乃至是生化代謝物的生物合成都有重要的作用，其功能還在進(jìn)一步的研究之中。

2.5 參與植物激素信號轉(zhuǎn)導(dǎo)

植物激素在細(xì)胞分裂與伸長、組織與器官分化、開花與結(jié)實、成熟與衰老、休眠與萌發(fā)以及離體組織培養(yǎng)等方面調(diào)控植物的生長、發(fā)育與分化，因此，植物激素對植物的生長發(fā)育具有重要的調(diào)節(jié)控制作用。NAC轉(zhuǎn)錄因子可以通過調(diào)節(jié)ABA、GA等植物激素的合成來對植物的生長發(fā)育或是抗逆性進(jìn)行調(diào)控。盧嘉寶等［34］在擬南芥中，通過雜交獲得了nac019nac055、nac019nac072和nac055nac072雙突變純合體和三突變體nac019nac055nac072。經(jīng)ABA處理后，野生型和NAC突變植株的ABA通路關(guān)鍵基因（RD29A、RAB18和RD29B）表達(dá)量顯著上調(diào)。但在NAC三突變體nac019nac055nac072以及NAC雙突變nac019nac072、nac019nac055植株中RD29A、RAB18和RD29B的誘導(dǎo)表達(dá)與野生型無顯著差異，而單突變體nac072和雙突變體nac055nac072比野生型顯著上升，雙突變體nac055nac072的表達(dá)變化最顯著，推測NAC072和NAC055在ABA響應(yīng)下游基因調(diào)控中可能發(fā)揮負(fù)調(diào)節(jié)作用，NAC072的作用更大，而NAC019可能拮抗前兩者。Shen等［35］在水稻中克隆得到了轉(zhuǎn)錄因子基因OsNAC2，通過構(gòu)建OsNAC2的過表達(dá)株系和基因沉默株系發(fā)現(xiàn)，OsNAC2過表達(dá)株系對高鹽和干旱的抵抗能力降低，且在干旱條件下產(chǎn)量降低。基因沉默株系在營養(yǎng)生長與生殖生長時期對于干旱和高鹽脅迫的抵抗能力增強，并且在干旱脅迫后產(chǎn)量明顯提高。基因表達(dá)圖譜分析證明，OsNAC2通過直接與在ABA信號途徑和抗逆途徑中表達(dá)的基因——LEA3和SnRK2蛋白激酶基因OsSAPK1的啟動子結(jié)合來抑制它們的表達(dá)。實驗表明，OsNAC2轉(zhuǎn)錄因子通過在ABA依賴途徑中充當(dāng)一個ABA和脅迫響應(yīng)基因的負(fù)調(diào)控因子來調(diào)節(jié)水稻對非生物脅迫的響應(yīng)。Mao等［36］對水稻OsNYC3轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)節(jié)機制進(jìn)行了進(jìn)一步的研究。首先構(gòu)建水稻OsNYC3過表達(dá)株系和RNAi株系，發(fā)現(xiàn)過表達(dá)株系葉片的衰老速率顯著快于野生型，而RNAi株系葉片衰老速率顯著慢于野生型。說明OsNYC3在葉片衰老途徑中起著負(fù)調(diào)控因子的作用。進(jìn)一步的酵母單雜交和染色質(zhì)免疫沉淀（ChIP）-qPCR實驗證明了OsNYC3通過與葉綠素降解基因OsNYC3和OsSGR的特異結(jié)合來促進(jìn)這兩個基因的表達(dá)，并且通過上調(diào)ABA生物合成基因（OsNCED3和OsZEP1）和ABA降解基因（OsABAox1）的表達(dá)來調(diào)節(jié)水稻植株內(nèi)的ABA水平。而ABA對于OsNYC3基因的表達(dá)又起著反饋抑制的作用。這些結(jié)果表明，OsNYC3通過調(diào)節(jié)水稻體內(nèi)的葉綠素與ABA的合成來調(diào)節(jié)葉片的衰老。無獨有偶，Oda-Yamamizo等［37］通過研究擬南芥中的轉(zhuǎn)錄因子ANAC046發(fā)現(xiàn)，它通過與調(diào)節(jié)葉綠素衰老的基因的啟動子結(jié)合而激活其表達(dá)，從而使葉片中的葉綠素含量降低而加速葉片的衰老。這些結(jié)果表明，ANAC046在調(diào)節(jié)葉綠素降解和葉片衰老過程中起著正向調(diào)控因子的作用。Lv等［38］對黃花蒿中的一個NAC轉(zhuǎn)錄因子AaNAC1的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)AaNAC1在黃花蒿（A.annua）中過量表達(dá)時，青蒿素合成基因的表達(dá)會被明顯上調(diào)，從而導(dǎo)致黃花蒿體內(nèi)的青蒿素和二氫青蒿酸含量顯著增加，其對于葡萄孢菌感染和干旱脅迫的耐受性也明顯增加。利用過表達(dá)AaNAC1轉(zhuǎn)基因擬南芥也驗證了其對葡萄孢菌感染的耐受性會顯著增強。這些研究結(jié)果在培育高含量青蒿素和抗旱的黃花蒿中具有實際應(yīng)用的意義。另有研究表明，NAC轉(zhuǎn)錄因子還可以調(diào)節(jié)植物對營養(yǎng)元素的吸收，從而影響植物的生長。He等［39］在他們的研究中發(fā)現(xiàn)，過表達(dá)NAC轉(zhuǎn)錄因子基因TaNAC2-5A的小麥植株，根部的生長更加旺盛，并且根細(xì)胞中硝酸鹽的流入更加劇烈，從而增加小麥對氮素的吸收，提高地上部分植株的含氮量和小麥的產(chǎn)量。因此推測TaNAC2-5A轉(zhuǎn)錄因子在小麥吸收氮素的途徑中發(fā)揮積極作用。以上研究可以表明，轉(zhuǎn)錄因子通過對植物合成激素甚至是吸收營養(yǎng)元素的途徑進(jìn)行調(diào)控，從而調(diào)節(jié)植物的生長發(fā)育或?qū)τ谏锱c非生物脅迫的忍耐力。

3 展望

NAC轉(zhuǎn)錄因子是成員最多的植物特異的轉(zhuǎn)錄因子之一，迄今為止已經(jīng)在幾十個植物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了NAC轉(zhuǎn)錄因子的存在，并且對其在結(jié)構(gòu)、功能、表達(dá)特性方面的研究也取得了一定的進(jìn)展，但NAC轉(zhuǎn)錄因子在調(diào)節(jié)植物發(fā)育、參與植物次生生長代謝、參與植物非生物及生物脅迫響應(yīng)中的分子機制和功能多樣性仍然還需進(jìn)一步的研究和證明。隨著基因芯片、蛋白芯片等高新分子生物技術(shù)的迅速發(fā)展，利用優(yōu)勢基因來培育優(yōu)良的植物品種已經(jīng)成為現(xiàn)實。對于NAC基因的研究表明，NAC基因在改良作物品質(zhì)，提高植物的抗逆性等方面發(fā)揮了重要的作用，因此，繼續(xù)深入研究NAC轉(zhuǎn)錄因子的分子機制對于植物品種的改良具有重大意義。