NAC(NAM、ATAF、CUC)是植物中特有的转录因子家族,存在于多种植物中。NAC蛋白N端约由160个氨基酸残基组成并高度保守;C端的保守性不强,但是对NAC转录因子的转录激活活性具有重要作用。NAC转录因子在植物的生长发育过程中发挥着重要作用,包括对植物次生生长、植物侧根生长、植物衰老和细胞分裂的调控以及在非生物胁迫和抗病方面的作用。水稻是世界上最重要的粮食作物之一,同时也是单子叶植物的模式代表。水稻中大约有151个NAC基因。根据生物信息学分析,推测水稻ONAC055可能参与调控水稻根系的生长发育。根系是植物的重要营养器官。植物通过根系获得水分和营养物质,进行地上部与地下部物质交换。根系的生长状况直接影响整个植株的生长发育。本研究初步研究了ONAC055的生物学功能,进一步分析了ONAC055转基因植株根组织的转录组的变化,筛选了可能与ONAC055互作的候选蛋白。主要研究结果如下:(1)转基因实验结果表明:T1代植株中,与野生型相比,超表达和干扰转基因植株的初生根长度、不定根平均长度显著减小,侧根密度显著降低,而超表达转基因植株的不定根数量和株高显著增加。该研究结果表明ONAC055在水稻根系发育中起重要作用。(2)转基因植株的转录组分析结果表明:在生物过程分类中,较多的差异表达基因与代谢过程和细胞过程有关;在细胞组成分类中,大多数差异表达基因与细胞成份及细胞器有关;在分子功能分类中,大多数差异表达基因与结合功能和催化活性有关。参与代谢途径的差异基因所占比列最多,其次是次级代谢产物的合成和病原菌的互作。对差异表达基因进一步分析,发现有多个参与生长素响应和极性运输、硝酸盐吸收和运输以及对干旱响应的差异表达基因。该研究结果为深入研究ONAC055参与水稻根系发育的分子机制奠定基础。(3)互作蛋白的研究结果表明:ONAC055在酵母体内不具有转录激活活性,但是自身能相互作用;进一步通过酵母双杂交系统初步筛选到5个可能与ONAC055互作的候选蛋白。