核酸-抗坏血酸转运蛋白（Nucleobase-Ascorbate Transporters）是生物体中普遍存在的一类跨膜转运蛋白家族，其转运底物有黄嘌呤、尿嘧啶、尿酸以及抗坏血酸等。哺乳动物中SVCT1与SVCT2蛋白可转运抗坏血酸，而植物的NAT蛋白中，仅有玉米（Lep1）和拟南芥中的AtNAT1和AtNAT12确定了功能，即转运黄嘌呤和尿酸。然而，目前尚未见到关于苹果（Malus）中NAT家族基因的研究报道。根据已经公布的苹果GDR基因组数据库，本研究对苹果的NAT基因家族成员进行了鉴定分析，克隆了14条苹果NAT基因，对苹果NAT基因进行了染色体定位和基因结构分析，并构建了苹果NAT家族的系统进化树。对苹果N ATs基因在不同组织中的表达、对干旱和盐胁迫的响应及其在果实生长发育和成熟过程中的表达进行了分析。进一步利用转基因材料解析了MdNAT1和MdNAT7在苹果响应干旱及盐胁迫中的生物学功能，所获得的主要研究结果如下：　　1. 苹果基因组中共有14个NAT家族成员，MdNATs分布在11条苹果染色体上，这些成员均含有NAT蛋白关键结构域。系统进化分析将动植物的NAT家族分为4个分支，植物N AT基因主要分布在其中3个分支，苹果N AT基因也主要聚类到这3个分支中。MdNATs基因在茎尖、成熟叶片、成熟果实和幼果中均有表达。此外，在果实生长发育和成熟过程中MdNATs表达变化显著，同时还响应干旱和盐胁迫。其中，MdNAT1和MdNAT7表达变化最为显著。在苹果果实生长发育及成熟过程中二者表达量均上调，在干旱胁迫下，MdNAT1的表达量变化不明显，然而MdNAT7的表达量上调了近16倍。此外，MdNAT1和MdNAT7均显著响应盐胁迫，这表明MdNAT1和MdNAT7可能是MdNAT家族中参与苹果果实生长发育及成熟过程和干旱及盐胁迫响应过程中比较关键的成员。　　2. MdNAT1在苹果的茎尖、叶片和果实中均有表达。利用拟南芥原生质体和免疫胶体金对MdNAT1进行亚细胞定位，结果显示苹果NAT1蛋白定位在细胞膜。将MdNAT1在‘嘎啦’苹果中过量表达，与野生型植株相比，二者对干旱胁迫的耐受性不存在显著性差异。然而在盐胁迫下，转基因苹果植株表现出更强的耐受性。首先，与野生型植株相比，盐胁迫下过表达MdNAT1的转基因苹果植株叶片叶绿素含量更高，叶片电导率值和丙二醛含量较低。其次，过表达MdNAT1的转基因苹果植株体内积累的活性氧（ROS）含量较少，而抗氧化酶的活性显著高于野生型。最后，过量表达MdNAT1的转基因植株叶片中所检测到的Na+含量较少而K+含量较多，与离子转运相关的基因MdSOS1、MdAKT1、MdKAE2和MdNHX4的表达量也明显较高，盐胁迫下转基因植株能更好地维持离子平衡。这些结果表明MdNAT1可能通过增强抗氧化酶清除系统的活性及维持植株体内离子平衡来提高转基因苹果植株对盐胁迫的耐受性。　　3. MdNAT7受干旱和盐胁迫诱导表达，该蛋白同样定位于细胞膜。将MdNAT7过量表达载体和干扰载体转化‘嘎啦’苹果，分别获得了MdNAT7过量表达和干扰表达的两种转基因苹果植株。在短期干旱和长期干旱条件下，相比野生型植株而言，过表达MdNAT7的转基因植株受到MDA和H2O2的伤害程度更轻，叶绿素含量降低的更少，光合能力的下降幅度更小。进一步分析发现，MdNAT7过表达可以提高苹果抗氧化酶的活性，增强 ROS 的清除能力，以此缓解干旱胁迫带来的氧化伤害。MdNAT7 干扰表达的转基因植株则表现出相反的结果，即在干旱条件下的抗性降低。为了验证MdNAT7基因在盐胁迫下的作用，我们对获得的转基因材料进行了盐胁迫处理，与野生型苹果相比， MdNAT7过表达苹果植株在盐胁迫下的伤害指标较小，光合指标较高，抗氧化酶的活性较高，AsA-GSH循环中相关酶的活性和抗氧化物质含量也较高，过表达MdNAT7的转基因苹果植株叶片中Na+含量较多，而K+含量较少，离子转运蛋白相关基因MdSOS1、MdSOS2、MdNHX1、MdAKT1和MdKEA2等基因的表达量也相对较高。过表达MdNAT7转基因苹果植株抗盐性的提高，可能与其较高的抗氧化酶活性、抗氧化物质含量和较强的离子平衡能力有关。而MdNAT7干扰表达的转基因苹果植株则表现出相反的结果，即干扰MdNAT7表达的转基因植株的抗盐性显著低于野生型，表现为抗氧化酶活性较低，叶片中Na+/K+高于野生型植株，离子平衡破坏严重。