NAC转录因子广泛参与植物的逆境胁迫调控，而其在百合耐热性中的研究鲜有报道。11月2日，国际植物科学领域知名期刊Journal of Experimental Botany在线发表了永利hb99402百合科研团队题为“A lily membrane-associated NAC transcription factor LlNAC014 is involved in thermotolerance via activation of the DREB2-HSFA3 module” 的研究论文，在百合中鉴定了一个膜结合的NAC转录因子LlNAC014，并揭示了其通过直接激活核心的DREB2-HSFA3耐热模块正向调控耐热性的作用机制。
百合（Lilium spp.）是百合科百合属多年生球根植物，是世界著名花卉，不仅可以观赏，而且有些百合还可食用和药用，因此具有很高的经济价值。百合喜冷凉湿润气候，生长适宜温度为22-28℃，高于30℃即会生长不良，出现消蕾、盲花等现象。我国夏季大部分地区气温通常高于30℃，7-8月常常超过35℃，甚至40℃，持续的高温天气严重损害百合生长发育，制约百合切花和盆花的周年生产，以及庭院百合夏季的露地应用。因此，解析百合高温胁迫响应机制，鉴定关键耐热基因，对于采用分子技术提高百合耐热性、实现百合周年生产与应用具有重要的理论和实践意义。
该研究发现LlNAC014是百合中一个膜结合的NAC家族转录因子，其基因在百合叶片中的表达受长期高温胁迫抑制，但高温可以迅速激活其蛋白功能。LlNAC014蛋白的C末端具有一个典型的跨膜结构域（TM）。在常温下，其定位于膜系统上，但在高温条件中，LlNAC014发生蛋白加工形成定位于细胞核的活性形式蛋白LlNAC14ΔC。LlNAC14ΔC在其C端具有转录激活结构域，可以在酵母和植物细胞中发挥转录激活子的作用。在百合和拟南芥中过表达LlNAC014ΔC可增加其耐热性，但在百合中沉默LlNAC014会降低耐热性。基因表达分析表明LlNAC014ΔC可以通过诱导依赖于或不依赖于热激转录因子（HSF）途径的高温响应基因的表达来激活热激反应。进一步地研究表明，LlNAC014是DREB2-HSFA3耐热核心模块的直接调节因子，其活性形式LlNAC14ΔC可直接与LlHSFA3A、LlHSFA3B和LlDREB2B启动子中的CTT（N7）AAG元件结合以激活其表达。因此，该研究发现LlNAC014通过感受高温胁迫发生蛋白加工后转移至细胞核中以激活DREB2-HSFA3模块来提高植物的耐热性。该研究通过解析LlNAC014在百合高温响应中的调控机理，为培育耐热的百合种质提供了有效的基因储备和良好的理论基础。
图1. LlNAC014通过激活DREB2-HSFA3模块正向调控百合耐热性的分子通路
永利hb99402百合科研团队吴泽副教授和博士生李婷为共同第一作者，滕年军教授为通讯作者，团队成员张德花老师、博士生向均、已毕业研究生滕人达博士参与了研究。本研究受到国家自然科学基金（31902055）、国家重点研发计划（2019YFD1000400）、江苏省自然科学基金(BK20190532)和中央高校基本科研业务费（KJQN202032）的支持。
原文链接：https://doi.org/10.1093/jxb/erac436
