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。      

植物DREB转录因子的研究进展及应用

转录因子是一种DNA结合蛋白,通过与真核基因启动子区域中的顺式作用元件发生特异性相互作用来调控基因的转录。DREB(与干旱应答元件结合的)转录因子是一类新发现的植物特有的转录因子,能够特异地识别DRE(干旱应答元件)顺式作用元件并与之发生作用,从而激活植物体内一系列逆境应答基因的表达。本文综述了近几年在DREB转录因子的结构、功能、表达调控以及应用方面的研究进展。     

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。     

转录因子DREB1A基因的克隆与Gateway克隆技术构建植物表达载体

目的:研究转录因子DREB1A在植物抗渗透胁迫反应中的作用,并探讨利用Gateway克隆技术构建植物表达载体的方法。方法:根据GenBank中登录的DREB1A基因的全长mRNA序列设计引物,克隆了拟南芥的转录因子DREBIA基因。根据Gateway克隆技术的要求,设计含有attB接头的引物,利用高保真的PlatinumpfxDNA聚合酶,通过PCR方法在克隆基因的两端加上B序列。通过BP反应将包含有attB接头的PCR产物克隆到含有attP的donor载体上以产生Entry克隆,通过LR反应将已经重组入Entry载体的DREB1A基因再克隆到pH2GW7双元载体。结果:对重组载体pH2GW7-DREB1A的鉴定结果表明成功构建了DREB1A基因的植物表达载体。结论:利用Gateway克隆技术构建植物表达载体简便易行,该结果为遗传转化研究奠定了基础。     

转录因子DREB1A基因的克隆与植物表达载体的构建

根据GenBank中已发表的转录因子DREB1A基因的cDNA序列设计并合成了一对引物,通过RT-PCR的方法从低温处理的拟南芥总RNA中扩增出DREB1A基因的全长cDNA片段。将其克隆到pMD18 T-vector中。经测序证明该片段与GenBank上报道的序列具有99.8%的同源性。2个碱基的置换导致了一处氨基酸的差异,但这一氨基酸并不在基因的功能结构域上,推测其不会影响基因功能。以植物表达载体pBch为基础,构建了由组成型启动子35S调控的DREB1A基因的植物表达载体pBDR35S,为利用DREB1A基因改良植物抗逆性奠定了物质基础。     

DREB1A 转录因子蛋白的原核表达

DREB1A是DREB转录因子的一员,它们都含有一段与DNA结合的保守区域,由58个氨基酸组成,称为EREBP/AP2结构域(EREBP/AP2 domain)。一个DREB转录因子可以调控多个与植物干旱、高盐及低温耐性有关的功能基因表达。从拟南芥中克隆了DREB1A转录因子基因,成功构建了DREB1A基因的原核表达载体,转化E.coliBL21(DE3),经1 mmol/L IPTG诱导表达获得了DREB1A蛋白,但以包涵体形式存在。为以后深入研究DREB转录因子与DRE顺式作用元件相互作用的具体机制奠定了基础。     

DREB1A类转录调控域中对转录激活功能起关键作用的氨基酸

从烟草品种k326中克隆到2个干旱应答元件结合蛋白类(DREB-Like)转录因子基因,命名为NtDREBI和NtDREB1A.序列分析发现,NtDREBI和NtDREB1A编码的蛋白质具有典型的AP2/EREBP转录因子家族EREBP亚族A类特征.酵母单杂交结果显示,NtDREBI具有激活功能, 而NtDREB1A不能激活下游基因,但可以与DRE元件结合.将NtDREBI、NtDREB1A与其它AP2/EREBP类转录因子序列比对,发现在C末端第148位氨基酸有显著差别.采用定点突变方法进一步研究表明,DREB1A类转录因子的第148位氨基酸残基与其邻近氨基酸残基的相互作用对调控转录激活功能起关键作用.     

基因枪法获得逆境诱导转录因子DREB1A转基因小麦的研究

以小麦品种H6756和藁城8901作为基因枪转化的靶材料,取其护颖至雌雄蕊原基形成期的幼穗,用含逆境诱导转录因子DREB1A和bar基因的质粒pAHC25轰击胚性愈伤组织,在分别含有5mgL和10mgLBasta溶液的培养基上进行筛选。得到的抗性愈伤组织在不含Basta溶液的培养基上再生培养,获得218棵再生植株。田间涂抹浓度为100mgL的Basta溶液检测后,对抗性植株作PCR检测,获得54棵再生植株。通过对其中20株T1代的PCR和Southern杂交分析,已获得14株含DREB1A和bar基因的转基因小麦植株,其中H675613株,藁城89011株。     

植物中DREBs类转录因子及其在非生物胁迫中的作用

低温、干旱、高盐等非生物胁迫能够严重影响植物的生长及作物的产量。最近发现了许多调控多种与逆境相关基因表达的转录因子, 其中DREBs类转录因子能够通过与含有DRE/CRT顺式作用元件的抗逆相关基因启动子区相互作用, 进而调控一系列抗逆基因的表达, 使植物品质得到综合改良从而提高植物对非生物胁迫耐受力。文章通过对DREBs的结构、表达调控、作用方式及机理进行总结, 并结合其在植物胁迫信号通路中的作用以及提高转基因植株胁迫耐受性的最新研究成果加以综述, 并对其在农业生产中的应用前景进行展望。     

拟南芥DREB 1A转录因子的原核表达和多克隆抗体制备

采用PCR技术,从质粒pCAMBIA 1301/DREB 1A中扩增拟南芥DREB 1A转录因子的编码序列,并将其插入原核表达载体pGEX-4T-1中诱导表达,获得分子量约50.4 kDa的融合蛋白,经融合蛋白纯化酶切后免疫家兔获得DREB 1A转录因子特异性的多克隆抗体,经酶联免疫吸附测定表明,所制备的多克隆抗体的稀释倍数为25 600时,显色仍清晰可见。     

G-box和G-box结合蛋白在植物基因诱导表达中的转录调控作用

文章就G-box与其它顺式作用元件的组合调控作用,以及G-box结合蛋白通过二聚体化、磷酸化、亚细胞定位等调控方式在植物基因诱导表达中的调控作用作了评述。     

真核基因转录调控因子的研究

生物的遗传信息全都编写在DNA分子上。在进行基因表达时,基因首先被转录成mRNA,然后翻译成蛋白质。这是生物学中最基本的规律。正是在这个规律基础上,把从微生物到人的各类生物统一成为一个大的生物系统。     

银新杨中与DRE元件结合的转录因子的克隆及鉴定分析

DREB类转录因子特异地与DRE元件结合,在植物感受非生物逆境(干旱、高盐和低温)胁迫时,激活一系列逆境应答基因的表达。我们选用银新杨(Populus alba×P. alba var. pyramidalis)为材料,通过PCR和同源EST搜索的方法克隆得到了一个类DREB的基因,命名为PaDREB2。酵母单杂交实验表明,该基因编码的蛋白能特异地与DRE元件结合并激活下游报告基因的表达。用RT-PCR的方法研究了PaDREB2的表达模式,结果表明PaDREB2受低温、干旱和高盐的胁迫诱导。     

玉米中与DRE元件结合的转录因子的克隆和结构分析

DREB类的转录因子特异性地与DRE 元件（脱水应答元件）结合,在植物感受干旱、高盐及低温等逆境条件时,激活一系列下游逆境应答基因的表达。进一步的研究发现,拟南芥DREB蛋白的DNA结合域（AP2区）中14位的缬氨酸和19位的谷氨酸对该类转录因子与DNA结合起着关键性的作用。利用酵母单杂交的方法,我们从玉米 (Zea mays L.) 的cDNA文库中分离到一个编码与DRE元件结合的蛋白的基因,命名为maDREB1。酵母体内的反式激活实验表明,该基因编码的蛋白能特异地与DRE元件结合并能激活下游报告基因的表达。对maDREB1蛋白14位和19位的氨基酸进行单点突变和双点突变实验,发现14位的缬氨酸突变为丙氨酸后maDREB1几乎丧失了其转录激活能力,而19位的谷氨酸突变为天门冬氨酸后maDREB1的转录激活能力也受到较大影响.     

转录组分析转录因子AtbHLH68调控细胞壁发育的分子机制

细胞壁是植物细胞特有的结构,在参与形态建成、水分和营养物质运输以及抵御生物和非生物胁迫中发挥重要作用。前人研究表明AtbHLH68作为bHLH蛋白的第10亚家族成员,在拟南芥茎维管组织中表达。为探究其在细胞壁发育方面的分子机制,本研究建立了雌二醇诱导pER8-AtbHLH68拟南芥表达系统,实时荧光定量PCR(RT-qPCR)结果显示,10μmol/L雌二醇处理4 h能够有效诱导AtbHLH68的表达,并且随着诱导时间的增加AtbHLH68的m RNA水平进一步积累,处理8 h后达到对照组29倍。利用转录组测序分析得到了在拟南芥茎中AtbHLH68诱导表达后产生的差异基因。与对照组相比,10μmol/L雌二醇处理8 h后,共得到差异基因2 334个,其中831个基因显著上调,1 503个基因显著下调。显著富集的GO词条主要与细胞壁组分、防御响应、果胶修饰与降解以及激素响应有关。KEGG分析表明DEGs参与了果胶修饰或木质素生物合成代谢等过程。这些结果表明参与以上过程的差异基因可能被AtbHLH68直接或间接调控,从而导致拟南芥茎细胞壁组分相关基因表达量的变化。该研究为阐明转录因子Atb...     

调控糖酵解和生脂的重要转录因子:碳水化合物反应元件结合蛋白

碳水化合物反应元件结合蛋白（carbohydrate response element binding protein,ChREBP）是最近发现和分离的一种重要的转录调控因子,它直接激活多个参与糖酵解和脂肪合成基因的表达,从而调控糖代谢和脂肪酸合成。研究ChREBP表达的调控机制及生物学效应,将有助于全面认识肥胖、糖尿病等代谢综合征的发病机制。本文综述了碳水化合物调控元件（carbohydrate response element,ChRE）及ChREBP的结构,ChREBPDNA结合活性的活化过程和分子机制,以及对靶基因的作用。     

Class Ⅱ TCP转录因子的主要功能和分子调控机制

TCP家族作为一类植物特有的转录因子,广泛参与各类群植物多个阶段的生长发育调控.其中Class ⅡTCP转录因子亚家族在植物的叶片发育、侧枝形成及花发育中发挥核心调控功能.TCP转录因子的活性在转录和转录后水平上均受到复杂而严密的调控.同时,TCP转录因子可通过直接结合基因启动子和增强子,或改变染色质结构等多种方式精细...     

植物基因的调控机制探讨

在高等植物中,绝大多数基因的表达是以一定的时间和空间顺序进行调控的,有的基因只在某些特异的组织中表达,有的只在某一特异的发育阶段表达,还有的则只在植物体受到一定的生理刺激后才表达。     

干旱响应转录因子DREB1A基因导入水稻光温敏核不育系的研究

以成熟胚诱导的愈伤组织作为农杆菌转化的受体材料,将诱导型启动子rd29A驱动的拟南芥DREB1A基因导入粳型光温敏核不育系水稻4008S,共获得67株再生苗.再生苗经0.75 mg/L除草剂草铵膦涂布筛选,有62株再生苗表现出对草铵膦抗性.PCR检测抗性苗中DREB1A基因,结果全为阳性.挑选部分进行Southem检测.结果表明目的基因已经整合到水稻基因组中.在干旱胁迫下,转基因水稻当代(T1代)植株的电导率显著低于非转基因对照植株(P＜0.05),脯氨酸含量显著高于对照植株(P＜0.05),证明DREBIA基因能提高水稻对干旱胁迫的耐受性.