| ·常規(guī)信息 最近更新：2023年10月26日 14:32:00 | |||||||||||
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| 基因(座)名稱 | NAC轉(zhuǎn)錄因子 NAC (NAM, ATAF and CUC) transcription factor | ||||||||||
| 基因符號 | OsNAC23; ONAC023 | ||||||||||
| 所在染色體 | 2 （已克隆） | ||||||||||
OsNAC23(LOC_Os02g12310, Li et al. 2022)... 【突變體表型】與野生型相比，OsNAC23超表達植株的源器官中6-磷酸-海藻糖(Tre6P)含量上升，提高了光合速率提高和光合產(chǎn)物從源向庫的轉(zhuǎn)運，以及穗、種子等庫器官發(fā)育，穗數(shù)增加、穗和籽粒增大，千粒重增加，株高有所降低，開花時間略有推遲，植株單株產(chǎn)量大幅提升；而osnac23突變體幼苗葉片發(fā)黃，生長遲緩，令人驚訝的是碳饑餓促進而不是抑制了osnac23幼苗生長，施用蔗糖導致osnac23生長受到更嚴重的抑制。這表明osnac23可能含有過量的內(nèi)源性糖，這會減弱其生長。osnac23生長遲緩一直持續(xù)到成年期，株高下降，分蘗減少，晚花，穗和種子變小，單株產(chǎn)量下降超過35%，osnac23谷物積累了更多的淀粉和更少的蛋白，蔗糖含量增加，堊白率降低（Li et al. 2022）。 【定位與克隆】
【時空表達譜】qRT-PCR分析表明當存在高濃度的糖或其他碳水化合物時，OsNAC23在發(fā)育的種子中表達水平較高，尤其發(fā)育后期。OsNAC23在穗、葉片和葉鞘中也有表達，但在愈傷組織、根和莖組織中幾乎檢測不到表達。發(fā)育種子中mRNA原位雜交表明OsNAC23在胚、胚乳和糊粉層中高表達（Li et al. 2022）。 【亞細胞定位】細胞質(zhì)和細胞核（Li et al. 2022） 【生物學功能】OsNAC23可直接結(jié)合在6-磷酸-海藻糖磷酸酶基因OsTPP1的啟動子區(qū)域，抑制OsTPP1的轉(zhuǎn)錄，促進6-磷酸-海藻糖(Tre6P)的累積。而Tre6P可直接結(jié)合能量饑餓感受器SnRK1并抑制其酶活。研究進一步表明激酶SnRK1a與OsNAC23相互拮抗。SnRK1a磷酸化OsNAC23并促進其蛋白降解，而OsNAC23則間接抑制SnRK1a的轉(zhuǎn)錄。OsNAC23-Tre6P-SnRK1a三者形成一條正向調(diào)節(jié)回路來維持水稻碳源分配和籽粒產(chǎn)量。高糖水平下，OsNAC23被大量誘導表達，引發(fā)Tre6P積累和SnRK1a活性抑制，解除SnRK1a介導的OsNAC23蛋白降解，進一步放大OsNAC23信號和提升Tre6P水平。積累的Tre6P則會通過促進糖分向庫器官轉(zhuǎn)運，維持糖穩(wěn)態(tài)。與之相反，低糖水平抑制OsNAC23和Tre6P水平，激活SnRK1a的表達和活性。SnRK1a進一步加速OsNAC23和Tre6P的降解，減少源器官中糖分的向外轉(zhuǎn)運與消耗（Li et al. 2022）。 【相關(guān)登錄號】
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| ·ONTOLOGY及相關(guān)基因 | |
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| 表型特征 | 蛋白質(zhì)含量(TO:0000598), 株高(TO:0000207), 葉色(TO:0000326), 抽穗期(TO:0000137), 分蘗數(shù)(TO:0000346), 籽粒大小(TO:0000397), 種子大小(TO:0000391), 單株穗數(shù)(TO:0000152), 總淀粉含量(TO:0000696), 總糖含量(TO:0000333), 蔗糖含量(TO:0000328), 地上部生物量(TO:0000327), 堊白胚乳(TO:0000266), 千粒重(TO:0000592), 穗大小(TO:0006032), 單株產(chǎn)量(TO:0000449), 光合速率(TO:0001015), 碳敏感性(TO:0000001), 生長遲緩(TO:0001357) |
| 分子功能 | DNA轉(zhuǎn)錄因子活性(GO:0003700) |
| 生物進程 | 穗發(fā)育(GO:0010229), 基因表達調(diào)控(GO:0010468), 節(jié)間發(fā)育模式建成(GO:0080006), 碳水化合物轉(zhuǎn)運(GO:0008643), 光合作用調(diào)控(GO:0010109), 分蘗形成調(diào)控(GO:2000032), 種子發(fā)育調(diào)控(GO:0080050), 碳饑餓應(yīng)答(GO:0090549), 碳水化合物穩(wěn)態(tài)(GO:0033500) |
| ·參考文獻 |
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| 1. Zhiyong Li;Xiangjin Wei;Xiaohong Tong;Juan Zhao;Xixi Liu;Huimei Wang;Liqun Tang;Yazhou Shu;Guanghao Li;Yifeng Wang;Jiezheng Ying;Guiai Jiao;Honghong Hu;Peisong Hu;Jian Zhang The OsNAC23-Tre6P-SnRK1a feed-forward loop regulates sugar homeostasis and grain yield in rice Molecular Plant, 2022, 15(4): 706-722 |
| 2. Hisako Ooka;Kouji Satoh;Koji Doi;Toshifumi Nagata;Yasuhiro Otomo;Kazuo Murakami;Kenichi Matsubara;Naoki Osato;Jun Kawai;Piero Carninci;Yoshihide Hayashizaki;Koji Suzuki;Keiichi Kojima;Yoshinori Takahara;Koji Yamamoto;Shoshi Kikuchi Comprehensive Analysis of NAC Family Genes in Oryza sativa and Arabidopsis thaliana DNA Research, 2003, 10(6): 239-247 |
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