辣椒转录因子CaNAC014通过调控CaSOS1启动子活性增强盐胁迫耐受性的分子机制

本研究针对辣椒(Capsicum annuum)盐敏感性问题，通过构建CaNAC014过表达和VIGS沉默载体，结合农杆菌介导的瞬时转化技术，发现该转录因子能显著提升植株在150 mM NaCl胁迫下的生长指标、叶绿素含量及光合性能。关键创新点在于首次证实CaNAC014通过直接结合CaSOS1启动子激活表达，为茄科作物抗逆育种提供新靶点。

　　

在气候变化加剧和耕地盐渍化日益严重的背景下，作物抗盐育种成为全球农业可持续发展的关键课题。辣椒作为世界范围内广泛种植的重要蔬菜作物，其产量和品质极易受到盐胁迫影响——当土壤盐浓度超过50 mM时，植株就会出现生长迟缓、叶片黄化甚至死亡。虽然前人研究发现NAC(NAM/ATAF/CUC)转录因子家族在植物抗逆中发挥重要作用，但辣椒中CaNAC014的具体调控机制仍是未解之谜。

福建农林大学园艺生物技术研究所的Liu Shengcai团队在《Plant Stress》发表的研究，首次系统解析了CaNAC014增强辣椒盐耐受性的分子开关。研究人员采用"双管齐下"的策略：一方面通过农杆菌介导的瞬时过表达技术，将pRI101-AN-CaNAC014-EGFP载体转入两个辣椒品系('FJNY-1'和'FJYM-1')；另一方面利用病毒诱导基因沉默(VIGS)构建pTRV2-CaNAC014载体。结合亚细胞定位、酵母单杂交和双荧光素酶报告系统等技术，揭示了CaNAC014-CaSOS1调控模块的工作机制。

3.1 CaNAC014响应辣椒盐胁迫

qRT-PCR分析显示，在150 mM NaCl处理下，过表达植株中CaNAC014表达量显著上调4.55-8.82倍，而沉默植株则下降至0.09-0.32倍。表型观测发现，盐胁迫第9天时过表达株系的株高、叶面积、根长和根体积等指标均优于野生型，且叶绿素a、b含量分别维持在13.95A₆₆₅-6.88A₆₄₉和24.96A₆₄₉-7.32A₆₆₅的较高水平。

3.2 盐胁迫促进CaSOS1表达

在250 mM NaCl处理下，耐盐品系'FJNY-1'中CaSOS1表达呈现"先升后降"的动态变化，而敏感品系'FJYM-1'则持续高表达。这种差异暗示CaSOS1可能通过不同调控模式参与盐适应。

3.3 CaNAC014调控CaSOS1表达

遗传证据表明，CaNAC014过表达使CaSOS1表达提升8.82倍，而沉默处理使其降低90%。激光共聚焦显微镜观察显示，CaNAC014-EGFP融合蛋白特异定位于细胞核，与DAPI染色区域完全重合，证实其转录因子特性。

3.5 CaNAC014直接结合CaSOS1启动子

酵母单杂交实验证明，携带pGADT7-CaNAC014+pHisⅡ-CaSOS1的Y187菌株能在含90 mM 3-AT的SD/-Trp-Leu-His培养基生长。双荧光素酶报告系统进一步显示，CaNAC014可使CaSOS1启动子驱动的LUC活性增强3.1倍。

这项研究不仅填补了茄科作物NAC转录因子功能研究的空白，更创新性地提出"CaNAC014-CaSOS1"分子模块的工作模型：盐胁迫下，核定位的CaNAC014通过结合CaSOS1启动子特定顺式元件，激活Na⁺/H⁺逆向转运蛋白编码基因的表达，从而促进钠离子外排和区隔化。该发现为分子设计育种提供了精准靶标，对解决我国设施农业中普遍存在的次生盐渍化问题具有重要实践价值。研究团队特别指出，CaNAC014在盐胁迫早期(3天内)表现出的"生长抑制-恢复"双相调控特征，可能涉及更复杂的激素调控网络，这将成为后续研究的重点方向。