近日，东北农业大学王傲雪教授团队曹蕾课题组在国际著名期刊《Horticulture Research》（园艺学领域顶级期刊）发表题为“LaNAC72 Interacts with LaNAC2 to Promote Root Growth and Enhance Alkaline Stress Tolerance in Lupinus angustifolius”的研究论文。该研究聚焦于从羽扇豆中分离的NAC类转录因子LaNAC72，通过分子生物学和生物化学手段系统解析LaNAC72-LaNAC2功能调控模块提高植株根系耐碱分子机制。该研究依托东北农业大学园艺学院与新西兰梅西大学农业与环境学院国际合作项目及平台完成。硕士生唐继祥为论文的第一作者，导师曹蕾为通讯作者。
狭叶羽扇豆（Lupinus angustifolius）是兼具观赏价值、饲用价值和土壤改良功能的高价值豆科作物，但其偏好酸性壤土，对中性及碱性土壤适应性差，严重限制了其种植范围。在全球土壤盐碱化日益加剧的背景下，解析狭叶羽扇豆耐碱分子机制，培育耐碱品种是拓展其种植范围，提升盐碱土地利用效率的迫切需求。
该研究从羽扇豆中克隆了与野生大豆耐碱基因GsNAC019高度同源的LaNAC72，其表达受碱胁迫、盐胁迫及ABA诱导，表明其参与胁迫信号响应；LaNAC72定位于细胞膜和细胞核，并在酵母中具有转录激活活性，这种双定位揭示其可能作为膜结合的“胁迫感受器”，在感知信号后转入核内调控下游基因表达。过表达LaNAC72显著增加根长、根体积和侧根分支，根系活力显著提高，同时降低活性氧积累，而CRISPR/Cas9敲除系则相反，证明LaNAC72通过重塑根系结构提高植物耐碱性；转录组联合qPCR分析发现，LaNAC72正调控多个胁迫响应基因，其中LaNAC2被明显上调，进一步通过酵母双杂、双分子荧光互补、荧光素酶互补和免疫共沉淀等多种实验，证实LaNAC72与LaNAC2在体内互作，两者形成功能模块协同增强耐碱性。此外，LaNAC72可上调IAA通路基因（LaIAA8/16/26）和ABA通路基因（LaFD/LRX5/ABI5），其中LaNAC72直接结合ABA通路关键基因LaFD的启动子并激活其转录，且该激活作用在碱性胁迫下显著增强，从而揭示了LaNAC72将根发育调控与ABA信号整合为一体的新机制。基于上述结果，研究提出LaNAC72-LaNAC2模块通过“促进根系生长+激活ABA信号”的双重策略，实现羽扇豆对碱胁迫的协同适应，为耐碱作物的分子育种提供了理论基础。
https://doi.org/10.1093/hr/uhag300