生物通报道   来自中科院遗传与发育生物学研究所的研究人员证实，在水稻中OsNAP通过微调脱落酸生物合成，并即直接靶向衰老相关基因促进了叶片衰老。这一研究发现发表在6月20日的《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。

中科院遗传与发育生物学研究所的储成才（Chengcai Chu）研究员是这篇论文的通讯作者。其研究组主要以水稻为材料，开展农作物源库互作和产量构成、种子休眠和萌发的分子机制研究，并利用分子手段实现对植物基因表达的精细调控和作物品种的分子设计改良。

作物的生物产量和经济产量主要依靠光合作用生产，如水稻植株90-95%的物质来自光合作用。叶片是作物最主要的光合作用器官，其生长、发育和衰老的分子机理是植物发育过程中必然需要经历的生命现象，它是植物在长期进化过程中形成的适应性，具有重要的生物学意义。

但在农业生产上，由于叶片早衰造成了许多作物减产。有的水稻品种由于存在叶片和根系早衰而造成结实率偏低、空秕率较高，影响了其产量潜力的发挥。有目的地对叶片衰老进行调控，可以提高农作物的产量或延长农产品的贮藏期。因此，探明作物衰老的分子生物学机制，探讨控制作物叶片衰老的技术与方法，可为人类粮食生产带来巨大的经济与社会效益。

脱落酸（abscisic acid, ABA）是一种非常重要的天然植物生长激素，是最早得到确认的五大类植物激素之一。脱落酸参与了许多植物生长和发育过程，如种子萌发、幼苗生长、叶片气孔开闭等，此外还是一种重要的抗逆诱导因子，介导了植物对逆境如干旱、盐碱、低温等的抵抗作用（延伸阅读：复旦大学PNAS揭示植物信号调控新机制）。在很久以前，研究人员就观察到ABA参与诱导了叶片衰老，但对于这一信号机制仍不清楚。

在这篇文章中，研究人员鉴别出了一个显性的叶片早衰突变体ps1-D，证实PS1编码了一种植物特异性的NAC 转录激活子OsNAP。OsNAP过表达显著促进了衰老，而抑制OsNAP则可导致衰老显著延迟，证实了这一基因在水稻衰老中起作用。OsNAP表达以一种年龄依赖性的方式与叶片衰老起始密切相关。

采用ChIP-PCR和酵母单杂交技术，研究人员证实OsNAP通过直接靶向与叶绿素II降解和养分输送相关的基因以及其他一些与衰老相关的基因，正向调控了叶片衰老，表明OsNAP是水稻衰老起始一个理想标记物。

进一步的分析确定是ABA特异性地诱导了OsNAP，在ABA生物合成突变体aba1和aba2中OsNAP表达受到抑制。并且，在ps1-D突变体中ABA含量显著下降，表明OsNAP对ABA的生物合成造成了反馈性抑制。

这些数据表明，OsNAP是ABA和叶片衰老之间的一个重要分子链接。此外，降低OsNAP表达可促成叶片衰老延迟以及灌浆结实期（grain-filling period）延长，使得两种独立的代表性RNAi株系籽粒产量分别提高了6.3%和10.3%。因此，微调OsNAP表达应该是未来提高水稻产量的一个有用的策略。

（生物通：何嫱）

作者简介：

储成才

男，博士，研究员，博士生导师。

1966年生，安徽岳西人。1986年7月获安徽师范大学学士学位。1989年7月获中国科学院植物研究所硕士学位。1996年12月获德国马丁.路德大学(Martin-Luther University)博士学位，1997年进入德国Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research (IPK)进行博士后研究。1999年入选中国科学院“****”，引进国外杰出人才；2004年入选首批新世纪百千万人才工程国家级人选；2006年经国务院批准享受政府特殊津贴专家；2008年国家杰出青年基金获得者。

现为“植物基因组学”国家重点实验室副主任，国家植物基因研究中心（北京）理事会秘书、主任助理及项目科学家，中国科学院遗传发育所浙江嘉兴农作物高新技术育种中心副主任。同时任中国科学院研究生院教授，中国农业科学院水稻研究所研究员，南京大学、北京师范大学、天津师范大学、安徽农业大学、河南农业大学兼职教授，天津食品生物技术重点实验室学术委员会主任，国际组织培养与生物技术学会会员，美国植物生理学会会员，中国遗传学会第七届理事会理事，中国遗传学会国际交流委员会委员，中国植物生理学会植物组织培养与生物技术专业委员会副主任委员。《Frontier in Plant Genetics and Genomics》、《植物学报》、《植物生理学报》、《农业生物技术学报》、《遗传》等编委。

储成才研究组主要以水稻为材料，开展农作物源库互作和产量构成、种子休眠和萌发的分子机制研究，并利用分子手段实现对植物基因表达的精细调控和作物品种的分子设计改良。

生物通推荐原文摘要：

OsNAP connects abscisic acid and leaf senescence by fine-tuning abscisic acid biosynthesis and directly targeting senescence-associated genes in rice

It has long been established that premature leaf senescence negatively impacts the yield stability of rice, but the underlying molecular mechanism driving this relationship remains largely unknown. Here, we identified a dominant premature leaf senescence mutant, prematurely senile 1 (ps1-D). PS1 encodes a plant-specific NAC (no apical meristem, Arabidopsis ATAF1/2, and cup-shaped cotyledon2) transcriptional activator, Oryza sativa NAC-like, activated by apetala3/pistillata (OsNAP). Overexpression of OsNAP significantly promoted senescence, whereas knockdown of OsNAP produced a marked delay of senescence, confirming the role of this gene in the development of rice senescence……

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