过表达NAC转录因子基因GmNAC19与GmGRAB1促进转基因大豆根系发育及种子增产的机制研究

为解决大豆水分胁迫抗性与产量提升的难题，研究人员通过转基因技术过表达根偏好性表达的NAC基因GmNAC19和GmGRAB1，发现T3代转基因株系根系长度和生物量最高提升1.7倍及1.3倍，种子产量增加1.5倍，且GmNAC19显著提高植株脱水存活率，为大豆抗逆育种提供新靶点。

　　

大豆（Glycine max）作为全球关键作物，常因水分胁迫导致减产。NAC家族转录因子在植物发育和逆境响应中具有核心作用，但多数成员功能尚未阐明。有趣的是，根特异性高表达的GmNAC19和GmGRAB1基因在转基因大豆毛状根系统中已显示出促根系生长和脱水抗性潜能。本研究通过构建纯合T₃代过表达株系，揭示这两个基因在完整植株中的功能：组织表达谱显示二者在根中表达量最高，与非转基因植株相比，过表达株系在正常条件下根系长度激增1.7倍，鲜/干重提升1.3倍，且基因表达水平与根系表型呈正相关。更令人振奋的是，发达的根系使种子产量飙升至对照组的1.5倍。在脱水胁迫实验中，GmNAC19过表达植株展现出更强的生存能力。该研究不仅证实了NAC基因通过调控根系构型影响产量的分子机制，更为设计"深根高产"大豆品种提供了理论依据。