番茄(Solanum lycopersicum L.)是全世界消費最大的園藝作物之一，被稱為“世界第一大蔬菜作物”。中國是世界上番茄種植面積最大，產量最多的國家，年產量約5500萬噸，佔世界番茄總產量的40%左右。但隨著全球氣候變化的加劇，無論是露地還是設施生產中，番茄均頻繁遭受病原菌侵染、高溫、乾旱等多種生物和非生物脅迫，嚴重影響番茄的生長、品質和產量，造成巨大的經濟損失。

近日，Horticulture Research線上發表了浙江大學園藝系師愷教授課題組題為Transcriptomicand genetic approaches reveal an essential role of the NAC transcription factor SlNAP1 in the growth and defense response of tomato的研究論文。

該研究透過RNA-seq分析鑑定出一個編碼NAC轉錄因子的基因SlNAP1，可受病原菌侵染等多種脅迫強烈誘導。透過建立過表達SlNAP1蛋白的轉基因番茄株系，評估其對生物和非生物脅迫的響應，研究人員發現過表達SlNAP1顯著增強了番茄植株對根部病害青枯病（由Ralstonias olanacearum病原菌引起）和細菌性葉斑病（由Pseudomonas syringae病原菌引起）這兩種農業生產中常見且危害大、防控難的細菌性病害的防禦能力。過表達S1NAP1顯著增強了番茄耐旱性。此外，與野生型對照植株相比，過表達S1NAP1植株在營養生長早期較矮，但幹物質向生殖生長分配的比例卻明顯增加，其果實產量增加了10.7%。

Fig. 3 Effects of SlNAP1 overexpression on tomato disease resistance and drought tolerance.

對不同生長和脅迫相關激素含量分析結果表明，過表達S1NAP1植株中生理活性的赤黴素(GA4)含量降低，水楊酸(SA)和脫落酸(ABA)含量升高。EMSA和ChIP-qPCR結果進一步表明，SlNAP1作為轉錄因子，直接啟用參與赤黴素失活以及水楊酸和脫落酸生物合成的SlGA2ox3，SlPAL3，SlNCED1等多個基因的轉錄。該研究結果表明，SlNAP1正向調控番茄對多種脅迫的響應，可能是提高作物產量並顯著增強植物廣譜抗逆性育種的潛在靶標，對於番茄設計育種提供了一定參考。

Fig. 6 Proposed model for SlNAP1 action in the regulation of plant growth and defense in tomato.

浙江大學園藝系的師愷教授為該研究論文的通訊作者，博士研究生王嬌和碩士研究生鄭晨飛為共同第一作者。該研究得到了國家重點研發計劃和國家優青基金等專案的資助。

文章連結：

https://www.nature.com/articles/s41438-020-00442-6

About Horticulture Research

Horticulture Research 是由南京農業大學與自然出版集團（現Springer Nature）合作創辦的英文期刊，是Nature旗下唯一的園藝領域專刊。所有關於園藝作物的基礎和理論研究都可以投稿。Horticulture Research 科睿唯安JCR2019影響因子：5.404，位於園藝一區（第1/36名），植物科學一區（第16/234名），遺傳學一區（第24/177名）。2020年中科院期刊分割槽（基礎版）：位於園藝小類一區，植物科學小類一區，遺傳學小類一區，農林科學大類一區（Top期刊）。