欧李(Cerasus humilis(Bge.)Sok.)为蔷薇科(Rosaceae)樱桃属(Ceraras)经济林木,是中国特有的多年生物种。欧李原产于偏远的北部山区,荒野和其他一些人口稀少的地区,对干旱,寒冷和贫瘠环境具有很高的抵抗力。虽然欧李抗旱性极强,但目前对其应对胁迫的遗传和分子机制知之甚少。NAC(NAM,ATAF1/2,CUC2)转录因子家族是植物特异性转录因子超家族并且存在于广泛多样的植物中,在植物生长、发育和应激反应中均发挥调控作用。该转录因子在拟南芥、水稻等模式植物中的研究已经趋于成熟,然而在林木中的研究仅仅集中在调节木材形成、单萜及花青素合成等方面,调控非生物胁迫的研究有待加强。为了进一步丰富林木NAC转录因子的基因资源,我们以“农大四号”欧李为试验材料,克隆NAC转录因子基因ChNAC1并进行表征,探究其在干旱胁迫响应中的功能。主要的研究工作及结果如下:1、利用RT-PCR技术从欧李叶片系中克隆了欧李ChNAC1基因,该cDNA全长894bp,编码含有297个氨基酸的蛋白,存在典型的NAM保守结构域,分子量约为34.21kDa,等电点为8.09,为不稳定、亲水性蛋白。氨基酸序列比对发现ChNAC1在其N-末端含有保守的NAC结构,而C-末端区域高度可变。系统发育树表明欧李ChNAC1与烟草NtNAC及矮牵牛PhNAC具有较高的同源性。2、亚细胞定位结果表明ChNAC1定位于细胞核,酵母单杂交结果显示ChNAC1的C-末端具有转录激活活性。酵母双杂交结果显示ChNAC1能够在酵母细胞内形成同源二聚体。3、对已获得的ChNAC1过表达拟南芥株系Line1、Line4以及WT、突变体(ataf1)抗旱性试验表明,ChNAC1过表达能够提高拟南芥的抗旱性,突变体与之相反。生理指标测定显示,ChNAC1过量表达增加丫叶片相对含水量,降低了离子泄露,提高了叶绿素含量以及叶片综合性能指数(PI),减少了 ROS(H2O2、O2-)积累,激活了抗氧化酶(POD、SOD)活性,增加了渗透性物质(可溶性蛋白、脯氨酸)含量。4、ChNAC1能够增加拟南芥幼苗对ABA的敏感性,荧光定量分析显示,干旱条什下,ChNAC1能够上调ABA信号转导途径应答基因KIN1、KIN2、RD20以及干旱相关基因COR47的表达,表明ChNAC1依赖ABA信号途径。综上所述,来自分子,形态学和生理学试验的证据表明ChNACI可以作为候选基因,用于改良植物耐旱性。