葡萄是葡萄科葡萄屬多年生落葉藤本植物，應用于鮮食、釀酒、制干等，具備極高的經濟和社會效益。目前中國的葡萄種植面積達到85.5萬公頃，位居世界第二。我國北方葡萄主要栽培區為干旱或半干旱地區，成為葡萄高產的主要限制因素。研究葡萄響應干旱脅迫的分子調控機制，可為提高葡萄抗旱性與耐旱葡萄品種選育提供重要理論依據。
中國科學院植物種質創新與特色農業重點實驗室、武漢植物園植物多樣性與進化學科組研究人員在王青鋒研究員、李紹華研究員和辛海平研究員的指導下，從抗性品種山葡萄 (Vitis amurensis) 中克隆到了NAC (NAM, ATAF1/2, and CUC2)轉錄因子家族中的VaNAC17，并對VaNAC17 的功能屬性、干旱脅迫下的作用及其可能參與相關響應調控機制進行了研究。結果表明，VaNAC17 編碼翻譯一種典型的 AtNAC3亞家族蛋白，VaNAC17蛋白N端具有保守的NAC結構域， C亞端具有核定位信號 (NLS: PRDRKYP)；在酵母系統中證明了VaNAC17具有轉錄自激活活性，且激活域位于該蛋白C端 (274-333aa)。進一步發現，PEG模擬干旱、外源植物激素茉莉酸 (MeJA) 及ABA處理山葡萄后，VaNAC17 的表達量均顯著上調；在擬南芥中過表達VaNAC17 可以顯著提高擬南芥的抗旱性，且干旱脅迫下該基因過表達可以顯著增強轉基因擬南芥植株的活性氧清除能力、細胞壁穩定性及光合作用系統II 對損傷的敏感性。對轉基因擬南芥的轉錄組分析發現，干旱脅迫下轉基因植株茉莉酸 (JA) 合成關鍵基因和脅迫相關基因顯著上調，另外通過高效液相色譜質譜聯用儀檢測，干旱脅迫下過表達擬南芥植株中的JA含量顯著提高，且高于野生型植株，表明該基因可能通過調控網絡作用于JA合成基因，進而促進JA合成以增強植物抗旱性。
這些結果揭示了VaNAC17通過調控JA合成途徑提高植物耐旱性的分子機制，研究成果于2020年2月27日在線發表于國際學術期刊Plant Cell Reports。蘇凌業和方林川為該論文的共同第一作者。研究得到了國家自然科學基金（31672132）、中科院青促會以及寧夏葡萄育種專項（NXNYYZ201502）的資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1007/s00299-020-02519-x
圖1 干旱脅迫和外源茉莉酸處理下VaNAC17 顯著上調，過表達VaNAC17 增強植株耐旱性且茉莉酸含量上升。
