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为解析长穗偃麦草（Thinopyrum elongatum）NAC 基因家族功能，研究人员通过生物信息学结合实验验证，开展全基因组鉴定、组织表达及盐胁迫响应分析。发现 116 个 TeNACs，揭示其保守基序、染色体分布及盐胁迫下 14 个上调 / 5 个下调基因，为耐逆机制研究奠定基础。
植物在生长发育过程中，常常面临盐渍等非生物胁迫的挑战，如何提高植物的耐盐性成为农业领域的重要课题。NAC（NAM、ATAF1/2 和 CUC2）基因家族作为植物特有的转录因子家族，在调控植物生长发育和胁迫响应中起着关键作用。然而，尽管该家族在多种植物中已被系统研究，但在长穗偃麦草（Thinopyrum elongatum）这一具有优异抗逆性的小麦近缘物种中，其 NAC 基因家族的特征与功能仍不明确。为填补这一研究空白，山东农业大学等机构的研究人员开展了长穗偃麦草 NAC 基因家族的系统性研究，相关成果发表在《BMC Plant Biology》。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：通过 BLASTP 和 HMMER 两种方法结合筛选长穗偃麦草 NAC 基因（TeNACs），利用 ExPASy 分析蛋白理化性质，借助 TBtools 和 MCscanX 进行染色体分布与共线性分析，运用 MEME 和 PlantCARE 解析保守基序与顺式作用元件，通过 STRING 预测蛋白互作网络，构建系统发育树分析进化关系，并利用亚细胞定位实验、转录组测序（RNA-seq）及实时荧光定量 PCR（RT-qPCR）验证基因表达模式。研究样本包括经不同浓度 NaCl（0、100、200、300 mM）处理的长穗偃麦草幼苗及多种组织。
研究结果
1. TeNACs 的鉴定与理化性质分析
通过全基因组筛选，研究人员共鉴定出 116 个 TeNACs，均匀分布于 7 条染色体，其中 7E 染色体数量最多（28 个），1E 最少（7 个）。理化性质分析显示，TeNAC 蛋白长度为 162-718 个氨基酸，分子量 18.33-78.25 kDa，等电点 4.44-9.84，多数为亲水蛋白，不稳定指数差异显著，暗示其功能多样性。
2. 保守基序与基因结构
TeNACs 包含 10 个保守基序，其中 7 个核心基序（3、4、1、5、6、2、7）按特定顺序排列，对应 NAC 家族的 A-E 亚结构域，显示高度保守性。基因结构分析表明，外显子数量为 2-7 个，结构差异可能与环境适应相关。
3. 系统发育与共线性分析
系统发育树显示，TeNACs 与拟南芥 NAC 基因聚为 14 个分支，缺失 ANAC001 和 OsNAC8 同源分支，提示进化过程中可能发生基因丢失。种间共线性分析表明，TeNACs 与小麦基因组共线性最强（201 个同源基因），与水稻次之，与拟南芥最少，反映出与小麦的近缘关系。
4. 亚细胞定位与组织表达模式
预测显示除 TeNAC021 可能定位于叶绿体或细胞核外，其余均定位于细胞核，实验验证证实 TeNAC021 核定位。组织表达分析表明，35 个基因在多种组织中组成型表达，69 个呈组织特异性表达，其中 TeNAC073、TeNAC048 等在各组织中高表达，暗示其在基础发育中的作用。
5. 盐胁迫响应分析
转录组数据显示，盐胁迫（0-300 mM NaCl）下 14 个 TeNACs 持续上调，5 个持续下调，RT-qPCR 验证了 8 个基因的表达模式。上调基因中，部分与小麦耐盐基因 TaNAC29、TaNAC48 同源，提示其在盐胁迫响应中的保守功能。
研究结论与意义
本研究首次系统解析了长穗偃麦草 NAC 基因家族的特征，揭示了其在盐胁迫下的转录动态及与小麦的进化关联性。研究发现的耐盐相关 TeNACs 为作物耐盐分子机制研究提供了候选基因，其与小麦的共线性关系也为小麦抗逆遗传改良提供了理论依据。此外，该研究建立的多维度分析框架为其他植物抗逆基因家族研究提供了方法论参考，推动了植物抗逆分子育种的发展。
