NAC轉錄因子參與調控竹筍木質化

單雪萌 高志民

(國際竹藤中心 北京 100102)

原 文 出 處

隨著生活水平的提高，人類對木材的需求迅速增長，然而木材供應卻在逐漸減少，因此需要尋找替代資源。與多數木材相比，竹類植物生長速度快、產量高，具有良好的韌性和較高的強度，竹材的開發利用可以有效緩解木材供應緊張和木材數量不足的問題。次生細胞壁的形成和加厚在植物生長發育、木質化及木材形成過程中發揮著重要作用。木質化的次生細胞壁是最環保、最具成本效益的可再生資源，可以提高木質纖維素的生物量。目前，植物次生細胞壁倍受關注，轉錄調控在次生細胞壁生物合成中起關鍵作用，許多研究揭示了次生細胞壁生物合成在分子水平上的調控，表明植物具有調節次生細胞壁生物合成的特定轉錄開關，例如許多轉錄因子通過調控次生細胞壁成分(例如纖維素、半纖維素和木質素)的合成來參與次生細胞壁的形成。

NAC(NAM，ATAF和CUC)家族是植物特異性轉錄因子家族之一，其成員在多種生物過程中發揮重要作用，包括衰老、激素信號傳導以及次生細胞壁的生物合成。在次生細胞壁的形成過程中，3個NAC轉錄因子(NST1、NST2和NST3/SND1)作為主要調節開關在纖維素、半纖維素和木質素3個組分的合成中發揮著重要功能。擬南芥(Arabidopsisthaliana)和水稻(Oryzasativa)中的NST1和NST2控制了花藥內皮的次生壁增厚，同時許多其他NAC基因在次生細胞壁生物合成中也具有重要作用，例如與維管相關的NAC-DOMAIN1-7(VND1-VND7)，VND基因的過表達使得次生細胞壁合成相關基因的表達上調，從而增加了細胞壁的厚度。……