中国农业科学｜牡丹江师范学院李然红课题组探究狗枣猕猴桃AkNAC2在低温响应中的功能

狗枣猕猴桃（Actinidia kolomikta）别名狗枣子、山木天蓼，多年生藤本植物，主要分布于中国、日本、俄罗斯远东地区及朝鲜等地，在我国主要分布在东北和西南地区。狗枣猕猴桃是猕猴桃属植物中最为耐寒的一种，是良好的抗寒育种基因资源，因此，挖掘狗枣猕猴桃的关键抗寒基因对猕猴桃抗寒育种具有重要意义。

近期，牡丹江师范学院生命科学与技术学院李然红课题组完成的题为“狗枣猕猴桃AkNAC2的克隆及功能研究”的研究在《中国农业科学》2025年第58卷19期正式发表。

以狗枣猕猴桃叶片cDNA为模板克隆AkNAC2，利用生物信息学方法分析其序列信息和蛋白结构特征；利用GFP标记技术对AkNAC2进行亚细胞定位；通过转录组数据获得AkNAC2的组织表达特异性信息，qRT-PCR技术检测AkNAC2对低温、盐与水淹胁迫的响应。构建AkNAC2烟草过表达株系和狗枣猕猴桃抑制表达株系，分别比较低温处理后各转基因株系与对照的表型、生理生化指标及CBF通路相关基因表达量变化。

结果显示，AkNAC2的CDS长为897 bp，具有NAC基因家族保守结构域。AkNAC2编码298个氨基酸组成的亲水性、酸性蛋白，其启动子序列含多个非生物胁迫响应元件。系统进化分析表明，AkNAC2与毛花猕猴桃NAC2蛋白亲缘关系较近。亚细胞定位显示，AkNAC2定位在细胞核内。

AkNAC2的生物信息学分析

AkNAC2亚细胞定位

AkNAC2在狗枣猕猴桃叶中表达量最高，其次为雌花、雄花、果实和茎，根中表达量最低；低温、盐与水淹胁迫均能诱导AkNAC2的表达，其中，AkNAC2对低温胁迫的响应最明显。

狗枣猕猴桃AkNAC2表达模式分析

通过农杆菌介导法获得6个烟草转基因株系，分别命名为OE1—OE6，其中，OE2、OE4与OE6的基因表达量较高，作为后续研究材料。在4 ℃处理下，与野生型相比，3个转基因烟草株系的相对电导率与丙二醛含量显著降低，可溶性糖与可溶性蛋白等保护性物质含量显著增加，过氧化物酶与超氧化物歧化酶活性显著增强，抗氧化能力提高，CBF通路相关基因（NbtICE1、NbtCOR47、NbtCBF1、NbtCBF2、NbtCBF3）表达量显著上调；通过瞬时转化法获得狗枣猕猴桃AkNAC2抑制表达株系，qRT-PCR表明，与野生型和空载组相比，抑制表达株系中AkNAC2的表达量显著降低，在处理第4天时，表达量达到最低，是野生型的0.40倍、空载组的0.34倍。

4 ℃条件下各烟草株系的表型

AkNAC2抑制表达水平检测

4 ℃低温处理后，抑制表达株系的相对电导率与丙二醛含量显著升高，可溶性糖与可溶性蛋白等保护性物质含量显著降低，过氧化物酶与超氧化物歧化酶活性显著降低，CBF通路相关基因的（AkCBF1.1和AkCBF3）表达量显著下调。

低温胁迫下狗枣猕猴桃生理指标的变化

狗枣猕猴桃CBF通路相关基因表达量分析

综上，该研究克隆获得1个狗枣猕猴桃低温响应基因AkNAC2，可能通过影响CBF通路关键基因的表达和降低氧化胁迫而正调控植物的抗寒性。

牡丹江师范学院生命科学与技术学院李然红副教授为该文通讯作者，邹霈怡为第一作者。

该研究获得黑龙江省自然科学基金（PL2024C023）、黑龙江省省属本科高校优秀青年教师基础研究支持计划（YQJH2023094）、牡丹江师范学院“十四五”双一流学科建设揭榜挂帅项目（MSYSYL2022015） 的资助。

全文链接：

《狗枣猕猴桃AkNAC2的克隆及功能研究》

文献引用：

邹霈怡, 刘美艳, 王颖, 李然红. 狗枣猕猴桃AkNAC2的克隆及功能研究[J]. 中国农业科学, 2025, 58(19): 3985-3999.

ZOU PeiYi, LIU MeiYan, WANG Ying, LI RanHong. Cloning and Functional Study of AkNAC2 from Actinidia kolomikta[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2025, 58(19): 3985-3999.