浙大师恺教授团队在番茄生长和防御响应转录调控研究中取得新进展

番茄(Solanum lycopersicum L.)是全世界消费至大的园艺作物之一，被称为“世界第一大蔬菜作物”。中国是世界上番茄种植面积至大，产量至多的国家，年产量约5500万吨，占世界番茄总产量的40%左右。但随着全球气候变化的加剧，无论是露地还是设施生产中，番茄均频繁遭受病原菌侵染、高温、干旱等多种生物和非生物胁迫，严重影响番茄的生长、品质和产量，造成巨大的经济损失。

转录因子在调控植物生长发育、逆境响应等多个生物学过程中具有重要作用。然而，能够调控番茄广谱抗逆性的转录因子却少见报道。寻找调控广谱抗逆性的转录因子，对于作物抗逆生物学过程的解析及其抗逆调控途径的研发，具有重要的理论和现实意义。

近日，Horticulture Research在线发表了浙江大学园艺系师恺教授课题组题为Transcriptomicand genetic approaches reveal an essential role of the NAC transcription factor SlNAP1 in the growth and defense response of tomato的研究论文。

该研究通过RNA-seq分析鉴定出一个编码NAC转录因子的基因SlNAP1，可受病原菌侵染等多种胁迫强烈诱导。通过创建过表达SlNAP1蛋白的转基因番茄株系，评估其对生物和非生物胁迫的响应，研究人员发现过表达SlNAP1显著增强了番茄植株对根部病害青枯病（由Ralstonias olanacearum病原菌引起）和细菌性叶斑病（由Pseudomonas syringae病原菌引起）这两种农业生产中常见且危害大、防控难的细菌性病害的防御能力。过表达S1NAP1显著增强了番茄耐旱性。此外，与野生型对照植株相比，过表达S1NAP1植株在营养生长早期较矮，但干物质向生殖生长分配的比例却明显增加，其果实产量增加了10.7%。

对不同生长和胁迫相关激素含量分析结果表明，过表达S1NAP1植株中生理活性的赤霉素(GA4)含量降低，水杨酸(SA)和脱落酸(ABA)含量升高。EMSA和ChIP-qPCR结果进一步表明，SlNAP1作为转录因子，直接激活参与赤霉素失活以及水杨酸和脱落酸生物合成的SlGA2ox3，SlPAL3，SlNCED1等多个基因的转录。该研究结果表明，SlNAP1正向调控番茄对多种胁迫的响应，可能是提高作物产量并显著增强植物广谱抗逆性育种的潜在靶标，对于番茄设计育种提供了一定参考。

浙江大学园艺系的师恺教授为该研究论文的通讯作者，博士研究生王娇和硕士研究生郑晨飞为共同第一作者。该研究得到了国家重点研发计划和国家优青基金等项目的资助。