Abstract Drought greatly limits agricultural yield worldwide. The NAC transcription factors play important role during plant growth, development and ABA dependent/independent stress regulation. The AlNAC1 from Aeluropus lagopoides (Poaceace, halophyte) encodes 375 amino acids and gets clustered with NAC TFs from monocots. In-silico analysis showed that it contains bipartite nuclear localization sequence within the conserved NAC domain, post-translational modification sites and belongs to NAM sub-family. The recombinant AlNAC1 protein binds to NACRS cis-element of erd1 promoter. The overexpression of AlNAC1 in transgenic tobacco enhanced drought tolerance, which can be attributed to increased photosynthetic pigments, membrane stability, osmoprotectants, antioxidative enzyme activity and reduced accumulation of reactive oxygen species. Also, AlNAC1 transgenics showed improved water use efficiency, electron transport rate and chlorophyll fluorescence related photosynthetic parameters (Fv/Fm, photochemical and non-photochemical quenching and ФPSII) during drought. Interestingly, AlNAC1 transgenics showed increased number of closed stomata during drought that can be correlated to the enhanced endogenous abscisic acid (ABA), indicating ABA-regulated stomatal movement in transgenics. Furthermore, expression of stress-responsive (P5CS, LTP1 and CAT) and photosynthesis-related (Rca1 and Cab40) genes were upregulated. Thus, the present study suggest that AlNAC1 might work in an ABA-dependent manner to alleviate drought stress by regulating stomatal movement, photosynthesis and reduce oxidative damage in transgenics.

中文翻译：

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来自reretohalophyte Aeluropus lagopoides的AlNAC1的过表达减轻转基因烟草的干旱胁迫

摘要 干旱极大地限制了世界范围内的农业产量。NAC 转录因子在植物生长、发育和 ABA 依赖性/非依赖性胁迫调节过程中发挥重要作用。来自 Aeluropus lagopoides (Poaceace, halophyte) 的 AlNAC1 编码 375 个氨基酸并与来自单子叶植物的 NAC TF 聚集在一起。计算机分析表明，它在保守的 NAC 结构域、翻译后修饰位点内包含双核定位序列，属于 NAM 亚家族。重组 AlNAC1 蛋白与 erd1 启动子的 NACRS 顺式元件结合。AlNAC1 在转基因烟草中的过表达增强了耐旱性，这可归因于光合色素、膜稳定性、渗透保护剂、抗氧化酶活性和活性氧积累减少的增加。还，AlNAC1转基因在干旱期间表现出提高的水分利用效率、电子传递速率和叶绿素荧光相关光合参数（Fv/Fm、光化学和非光化学淬灭以及ФPSII）。有趣的是，AlNAC1 转基因在干旱期间表现出增加的闭合气孔数量，这可能与增强的内源脱落酸 (ABA) 相关，表明转基因中受 ABA 调节的气孔运动。此外，应激反应（P5CS、LTP1 和 CAT）和光合作用相关（Rca1 和 Cab40）基因的表达上调。因此，本研究表明，AlNAC1 可能以 ABA 依赖性方式发挥作用，通过调节气孔运动、光合作用和减少转基因的氧化损伤来缓解干旱胁迫。干旱期间电子传递速率和叶绿素荧光相关的光合参数（Fv/Fm、光化学和非光化学猝灭和ФPSII）。有趣的是，AlNAC1 转基因在干旱期间表现出增加的闭合气孔数量，这可能与增强的内源脱落酸 (ABA) 相关，表明转基因中受 ABA 调节的气孔运动。此外，应激反应（P5CS、LTP1 和 CAT）和光合作用相关（Rca1 和 Cab40）基因的表达上调。因此，本研究表明，AlNAC1 可能以 ABA 依赖性方式发挥作用，通过调节气孔运动、光合作用和减少转基因的氧化损伤来缓解干旱胁迫。干旱期间电子传递速率和叶绿素荧光相关的光合参数（Fv/Fm、光化学和非光化学猝灭和ФPSII）。有趣的是，AlNAC1 转基因在干旱期间表现出增加的闭合气孔数量，这可能与增强的内源脱落酸 (ABA) 相关，表明转基因中受 ABA 调节的气孔运动。此外，应激反应（P5CS、LTP1 和 CAT）和光合作用相关（Rca1 和 Cab40）基因的表达上调。因此，本研究表明，AlNAC1 可能以 ABA 依赖性方式发挥作用，通过调节气孔运动、光合作用和减少转基因的氧化损伤来缓解干旱胁迫。光化学和非光化学猝灭和 ФPSII) 在干旱期间。有趣的是，AlNAC1 转基因在干旱期间表现出增加的闭合气孔数量，这可能与增强的内源脱落酸 (ABA) 相关，表明转基因中受 ABA 调节的气孔运动。此外，应激反应（P5CS、LTP1 和 CAT）和光合作用相关（Rca1 和 Cab40）基因的表达上调。因此，本研究表明，AlNAC1 可能以 ABA 依赖性方式发挥作用，通过调节气孔运动、光合作用和减少转基因的氧化损伤来缓解干旱胁迫。光化学和非光化学猝灭和 ФPSII) 在干旱期间。有趣的是，AlNAC1 转基因在干旱期间表现出增加的闭合气孔数量，这可能与增强的内源脱落酸 (ABA) 相关，表明转基因中受 ABA 调节的气孔运动。此外，应激反应（P5CS、LTP1 和 CAT）和光合作用相关（Rca1 和 Cab40）基因的表达上调。因此，本研究表明，AlNAC1 可能以 ABA 依赖性方式发挥作用，通过调节气孔运动、光合作用和减少转基因的氧化损伤来缓解干旱胁迫。此外，应激反应（P5CS、LTP1 和 CAT）和光合作用相关（Rca1 和 Cab40）基因的表达上调。因此，本研究表明，AlNAC1 可能以 ABA 依赖性方式发挥作用，通过调节气孔运动、光合作用和减少转基因的氧化损伤来缓解干旱胁迫。此外，应激反应（P5CS、LTP1 和 CAT）和光合作用相关（Rca1 和 Cab40）基因的表达上调。因此，本研究表明，AlNAC1 可能以 ABA 依赖性方式发挥作用，通过调节气孔运动、光合作用和减少转基因的氧化损伤来缓解干旱胁迫。