DREB2s转录因子基因的表达调控机制研究进展

DREB2s是植物特有的转录因子,隶属于AP2/EREBP转录因子家族,对干旱、高盐或低温、高温等非生物胁迫应答基因的表达有重要的调控作用。不同植物来源的DREB2在基因结构上有细微差异,对非生物胁迫的响应亦有不同表现。本文阐述了DREB2s的蛋白质结构特征及其对多种非生物胁迫的应答反应,并深入分析了DREB2s转录水平和转录后加工水平的表达调控分子机制的最新研究进展,为理解DREB2s基因功能、分子调控机制及作物抗逆基因工程提供理论依据。     

苹果DREB转录因子家族全基因组鉴定与分析

DREB转录因子属于AP2/ERF转录因子家族,能够与DRE/CRT顺式作用元件特异性结合,调控与逆境应答基因的表达,因而在植物应对低温、干旱、高盐等逆境胁迫中发挥重要作用。该研究利用苹果全基因组数据,通过生物信息学手段鉴定苹果DREB转录因子家族成员,并分析DREB转录因子家族保守域特点与功能及表达情况。结果表明:从苹果全基因组中共鉴定出60个DREB转录因子家族成员,与拟南芥和水稻相比基本一致,通过引入拟南芥DREB基因进行系统发生分析,进一步可以将其细分为6个亚组;结构域和保守元件分析表明,DREB基因家族含有一个AP2保守结构域;染色体定位表明,苹果DREB基因分布于11条染色体上,部分基因存在串联复制现象;基因结构分析显示,该亚家族基因不含内含子。利用同源拟南芥RNA-Seq数据分析结果表明,DREB转录因子家族对低温、ABA调节等非生物胁迫具有调控作用,同时在DREB亚家族中每个亚组响应不同的非生物胁迫;通过分析DREB基因在不同组织中的表达情况,结果显示DREB基因在植物根部中的表达量最强,其次是叶。     

植物DREB转录因子与植物激素的相互作用

DREB是植物中重要的转录因子,调控一系列非生物胁迫相关基因的表达,增强植物抵抗环境胁迫的能力.同时,当植物受到逆境胁迫时,植物体内的酶和激素都会发生变化,从而影响一系列的生理活动或生化变化来产生抵御胁迫的适应能力.近些年来,研究者们发现DREB与植物激素之间关系密切,从植物激素角度入手研究DREB的功能逐渐成为热点.就逆境胁迫下DREB转录因子与激素之间的相互作用进行阐述.     

转录因子DREB1A和DREB2A调控机制的比较分析

DREB转录因子即干旱应答元件结合蛋白质,它能特异结合启动子中含有DRE／C1KT顺式元件,激活许多逆境诱导基因的表达,增强植物对逆境的忍耐力。从DREB1A和DREB2A转录因子结构、功能、调控表达的基因以及蛋白稳定性等方面进行比较分析,为植物抗逆转录因子研究及应用提供依据。     

DREB转录因子在植物非生物胁迫中的作用及应用研究

转录因子也称反式作用因子,是能够与真核生物基因启动子区域中顺式作用元件发生特异性相互作用的DNA结合蛋白。DREB转录因子作为植物特有的转录因子,通过与DRE调控元件特异结合,能促进许多与低温、高盐和干旱相关基因的表达。本文综述了近年DREB转录因子的研究进展,并对其结构和生物学功能、表达调控和信号传递途径以及DREB基因在改良植物抗逆胁迫中的应用进行了讨论,同时对该领域的发展前景进行了展望。     

DREB转录因子与植物非生物胁迫抗性研究进展

干旱、高盐、低温等非生物逆境胁迫严重影响植物的生长发育和作物产量。转录因子在调节植物生长发育以及对外界环境胁迫的响应方面起着重要作用。DREB类转录因子即干旱应答元件结合蛋白是AP2/EREBP转录因子家族的一个亚家族,拥有保守的AP2结构域,能够与DRE/CRT顺式作用元件特异结合,在非生物逆境胁迫条件下调节一系列下游胁迫诱导逆境应答基因的表达,从而提高植物耐逆性。就DREB转录因子的结构特点、表达调控以及提高转基因植株胁迫耐受性的最新研究成果进行了评述。     

过量表达棉花CBF2基因提高转基因拟南芥抗旱耐盐能力

CBF/DREB是一类植物中特有的转录因子,在植物抵抗逆境胁迫过程中发挥重要功能。本研究从陆地棉(Gossypium hirsutum L.)Coker 312中克隆获得1个棉花CBF/DREB基因,命名为Gh CBF2,该基因编码一个由216个氨基酸组成的CBF蛋白。序列分析结果显示,Gh CBF2与其他植物的CBF蛋白类似,含有AP2转录因子典型的保守结构域。干旱或高盐胁迫处理明显增加了Gh CBF2基因的表达量。亚细胞定位分析结果发现Gh CBF2定位在细胞核中。将Gh CBF2基因构建到由35S启动子调控的植物表达载体p MD上并转化拟南芥(Arabidopsis thaliana L.),结果表明,在干旱和盐胁迫条件下,过量表达Gh CBF2基因拟南芥的成活率显著高于野生型,并且游离脯氨酸和可溶性糖含量也高于野生型,说明转Gh CBF2基因提高了拟南芥的耐盐抗旱能力。采用实时荧光定量PCR方法分析胁迫相关标记基因COR15A、RD29A和ERD6的表达情况,结果显示转基因株系中的表达量显著高于野生型,说明Gh CBF2参与调控拟南芥干旱和盐胁迫相关基因的表达。     

拟南芥非生物胁迫应答基因表达的调节子研究概况

分子生物学研究表明,植物中由诸如干旱、高盐和低温等环境胁迫因子诱导的几个基因具有多种功能。大多数干旱应答基因是由植物激素脱落酸（ABA）诱导的,但也有少数基因例外。对模式植物拟南芥基因表达中的干旱应答基因的分析表明,至少存在4个独立调节系统（调节子）。对典型胁迫诱导表达的一些基因中启动子的顺势作用元件和影响这些基因表达的转录子也已进行了分析。已经分离出与脱水效应元件/C重复序列（DRE/CRT）顺势作用元件结合的转录因子,并命名为DRE结合蛋白1/C重复序列结合因子（DREB1/CBF）和DRE结合蛋白2（DREB2）。在转基因拟南芥植株中,DREB1/CBF过量表达可增加其抗寒、抗旱和抗盐碱的能力。DREB1/CBF基因已成功地在许多不同作物中得到应用,从而提高作物对非生物胁迫的耐受性。与胁迫反应相关的其他转录因子的研究也正在取得进展。     

磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C基因研究进展北大核心

磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C是能够水解磷脂进而生成二酰甘油和三磷酸肌醇(两种钙离子信号转导途径中的第二信使)的一种酶。在动物中研究得很透彻,含有EF手性结构域、XY催化结构域、与磷脂结合的C2结构域以及高度保守的pleckstrin同源性(PH)域,每个结构域具有各自的相应的功能;但是植物中并不含有pleckstrin同源性(PH)域,而且在植物中发现C2结构域可以在不含有XY催化结构域和EF手型结构域情况下,单独行使结合细胞质膜的功能。近些年来,一些研究也证明了磷脂酶C在植物逆境胁迫中起着重要的调控作用。该文对磷脂酶C的结构与功能及其作用机制进行概述。     

磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C基因研究进展

磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C是能够水解磷脂进而生成二酰甘油和三磷酸肌醇(两种钙离子信号转导途径中的第二信使)的一种酶。在动物中研究得很透彻,含有EF手性结构域、XY催化结构域、与磷脂结合的C2结构域以及高度保守的pleckstrin同源性(PH)域,每个结构域具有各自的相应的功能;但是植物中并不含有pleckstrin同源性(PH)域,而且在植物中发现C2结构域可以在不含有XY催化结构域和EF手型结构域情况下,单独行使结合细胞质膜的功能。近些年来,一些研究也证明了磷脂酶C在植物逆境胁迫中起着重要的调控作用。该文对磷脂酶C的结构与功能及其作用机制进行概述。     

Arabidopsis AtPLC2 Is a Primary Phosphoinositide-Specific Phospholipase C in Phosphoinositide Metabolism and the Endoplasmic Reticulum Stress Response

Phosphoinositides represent important lipid signals in the plant development and stress response. However, multiple isoforms of the phosphoinositide biosynthetic genes hamper our understanding of the pivotal enzymes in each step of the pathway as well as their roles in plant growth and development. Here, we report that phosphoinositide-specific phospholipase C2 (AtPLC2) is the primary phospholipase in phosphoinositide metabolism and is involved in seedling growth and the endoplasmic reticulum (ER) stress responses in Arabidopsis thaliana. Lipidomic profiling of multiple plc mutants showed that the plc2-1 mutant increased levels of its substrates phosphatidylinositol 4-phosphate and phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate, suggesting that the major phosphoinositide metabolic pathway is impaired. AtPLC2 displayed a distinct tissue expression pattern and localized at the plasma membrane in different cell types, where phosphoinositide signaling occurs. The seedlings of plc2-1 mutant showed growth defect that was complemented by heterologous expression of AtPLC2, suggesting that phosphoinositide-specific phospholipase C activity borne by AtPLC2 is required for seedling growth. Moreover, the plc2-1 mutant showed hypersensitive response to ER stress as evidenced by changes in relevant phenotypes and gene expression profiles. Our results revealed the primary enzyme in phosphoinositide metabolism, its involvement in seedling growth and an emerging link between phosphoinositide and the ER stress response.     

DREB转录因子研究进展

DREB转录因子即干旱应答元件结合蛋白质,它能特异结合启动子中含有 DRE/CRT 顺式元件,激活许多逆境诱导基因的表达,增强植物对逆境的忍耐力。介绍DREB转录因子与DRE顺式作用元件的关系,DREB 转录因子与 DRE 元件的结合特异性,DREB 的结构特点和功能,DREB 转录因子的表达调控,DREB 转录因子的克隆及鉴定等方面的研究进展,简述 DREB 转录因子对调控逆境诱导基因的表达具有非常重要的作用,在提高植物综合抗逆性方面将有巨大的应用前景。同时,指出 DREB 转录因子在信号转导、作用机理及基因表达等方面的复杂性。