浙江大学刘建祥研究组揭示膜相关NAC转录因子调控水稻耐热性的分子机制

11月16日，Plant Biotechnology Journal 在线发表了浙江大学刘建祥课题组题为A membrane-associated NAC transcription factor OsNTL3 is involved in thermotolerance in rice 的研究论文（刘建祥和复旦大学陆孙杰为该文的通讯作者）。该研究揭示了膜相关NAC转录因子OsNTL3参与水稻耐热性的分子机制。

热胁迫引起内质网（ER）中错误折叠的蛋白质积累，从而引发未折叠蛋白应答 (Unfolded Protein Response, UPR)。先前的工作已证明，水稻ER膜相关转录因子OsbZIP74（OsbZIP50）在UPR中发挥重要作用。但是，OsbZIP74和其它膜相关转录因子是如何参与水稻耐热性的还不清楚。

在该研究中，刘建祥课题组发现OsNTL3对水稻耐热性是必需的。热胁迫和ER胁迫会引起OsNTL3的表达上调。OsNTL3编码一个具有C端跨膜结构域的NAC转录因子。GFP-OsNTL3响应热胁迫和ER胁迫从质膜迁移到细胞核。OsNTL3的功能缺失突变导致水稻热敏感，而无跨膜结构域的截短形式的OsNTL3表达则提高了水稻的耐热性。RNA-Seq分析表明，OsNTL3调节与ER蛋白折叠和其它过程有关的基因的表达。有意思的是，OsNTL3直接与OsbZIP74启动子结合并调节其表达以响应热胁迫。反过来，热胁迫引起OsNTL3的表达上调依赖于OsbZIP74。综上，该研究揭示了OsbZIP74和OsNTL3介导的调控环路在耐热性中的重要作用。