葡萄是葡萄科葡萄属多年生落叶藤本植物，应用于鲜食、酿酒、制干等，具备极高的经济和社会效益。目前中国的葡萄种植面积达到85.5万公顷，位居世界第二。我国北方葡萄主要栽培区为干旱或半干旱地区，成为葡萄高产的主要限制因素。研究葡萄响应干旱胁迫的分子调控机制，可为提高葡萄抗旱性与耐旱葡萄品种选育提供重要理论依据。
中国科学院植物种质创新与特色农业重点实验室、武汉植物园植物多样性与进化学科组研究人员在王青锋研究员、李绍华研究员和辛海平研究员的指导下，从抗性品种山葡萄 (Vitis amurensis) 中克隆到了NAC (NAM, ATAF1/2, and CUC2)转录因子家族中的VaNAC17，并对VaNAC17 的功能属性、干旱胁迫下的作用及其可能参与相关响应调控机制进行了研究。结果表明，VaNAC17 编码翻译一种典型的 AtNAC3亚家族蛋白，VaNAC17蛋白N端具有保守的NAC结构域， C亚端具有核定位信号 (NLS: PRDRKYP)；在酵母系统中证明了VaNAC17具有转录自激活活性，且激活域位于该蛋白C端 (274-333aa)。进一步发现，PEG模拟干旱、外源植物激素茉莉酸 (MeJA) 及ABA处理山葡萄后，VaNAC17 的表达量均显著上调；在拟南芥中过表达VaNAC17 可以显著提高拟南芥的抗旱性，且干旱胁迫下该基因过表达可以显著增强转基因拟南芥植株的活性氧清除能力、细胞壁稳定性及光合作用系统II 对损伤的敏感性。对转基因拟南芥的转录组分析发现，干旱胁迫下转基因植株茉莉酸 (JA) 合成关键基因和胁迫相关基因显著上调，另外通过高效液相色谱质谱联用仪检测，干旱胁迫下过表达拟南芥植株中的JA含量显著提高，且高于野生型植株，表明该基因可能通过调控网络作用于JA合成基因，进而促进JA合成以增强植物抗旱性。
这些结果揭示了VaNAC17通过调控JA合成途径提高植物耐旱性的分子机制，研究成果于2020年2月27日在线发表于国际学术期刊Plant Cell Reports。苏凌业和方林川为该论文的共同第一作者。研究得到了国家自然科学基金（31672132）、中科院青促会以及宁夏葡萄育种专项（NXNYYZ201502）的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1007/s00299-020-02519-x
图1 干旱胁迫和外源茉莉酸处理下VaNAC17 显著上调，过表达VaNAC17 增强植株耐旱性且茉莉酸含量上升。
