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。     

植物非生物胁迫诱导启动子顺式元件及转录因子研究进展

顺式作用元件(cix-acting element)是与结构基因串联的特定DNA序列,是转录因子的结合位点,它们通过与转录因子结合调控基因转录的精确起始和转录效率,在植物基因表达调控过程中起着重要的作用.非生物胁迫诱导基因的表达受其上游启动子顺式作用元件及转录因子的调控,目前已发现了多种与非生物胁迫相关的顺势作用元件及转录因子,如DRE元件及DREB类转录因子、MYB元件及MYB类转录因子、GT-1元件及GT-1类转录因子等.顺式作用元件及转录因子的研究对研究植物非生物胁迫相关基因的表达调控具有重要意义,综述植物非生物胁迫诱导启动子功能元件及转录因子的研究进展.     

逆境诱导型启动子rd29A的克隆及植物表达载体的构建

根据文献上发表的逆境诱导型启动子rd29A 序列设计并合成了一对引物, 通过PCR 的方法从拟南芥基因组中扩增到rd29A 的启动子序列。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。以植物表达载体pBch 为基础, 构建了由rd29A 调控的DREB1A 基因的植物表达载体pBDR29A, 为利用DREB1A 基因改良植物抗逆性奠定了物质基础。     

草坪草狗牙根中抗逆基因BeDREB的克隆及功能鉴定

DREB(dehydrationresponsiveelementbindingprotein)蛋白是一类在植物中所特有的,能与DRE(dehydrationresponsiveelement)顺式作用元件特异性结合的转录因子,调控与干旱、高盐以及低温等逆境胁迫应答有关基因的表达.根据狗牙根近缘植物的DREB转录因子的AP2EREBP保守结构域的基因序列,通过RTPCR和RACE的方法分别从冷诱导和盐诱导的狗牙根cDNA中扩增到了2个似DREB基因,分别命名为BeDREB1和BeDREB2,并已提交NCBIGenBank,其登录号分别为AY462117和AY462118.这两个基因的编码框均为753个碱基,编码251个氨基酸,具有DREB转录因子的典型特征.两种逆境胁迫下扩增的基因序列同源性很高,达到了97.8%.利用酵母单杂交真核转录激活的方法进行了功能鉴定,证明BeDREB1和BeDREB2蛋白均可以与DRE顺式作用元件结合,激活下游报告基因HIS3的表达.RTPCR结果显示,BeDREB1基因受冷胁迫诱导表达,而BeDREB2受盐胁迫的诱导表达,且随着诱导时间的不同,表达量也在发生变化.上述结果表明,从狗牙根中克隆到的BeDREB1和BeDREB2基因属于DREB转录因子家族的新成员,在狗牙根中分别与冷胁迫和盐胁迫的信号转导有关.     

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。     

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。     

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。     

DREB转录因子及其在植物抗逆中的作用

介绍了DREB(dehydration responsive element binding)转录因子及其在植物抗逆作用中的研究进展.DREB转录因子由逆环境胁迫诱导产生后,可激活其他多达12个依赖DRE顺式作用元件的抗逆功能基因,引起脯氨酸及蔗糖含量提高,从而增强植株对多种逆境(旱、冻及盐)的抵抗性.     

DRE顺式作用元件dsDNA芯片制备

DRE顺式作用元件能与DREB转录因子特异结合,在诱导逆境（干旱、高盐、低温）基因表达过程中起重要作用。dsDNA（double strand DNA）微阵列芯片技术能够有效地检测序列特异性DNA结合蛋白质（转录因子）与大量DNA靶点（顺式作用元件）的特异性结合,可有效分析生物分子结合作用。根据DRE顺式作用元件核心序列设计并化学合成含发夹结构的单链DNA探针,采用Taq DNA聚合酶在片延伸,并对其在片延伸体系的反应温度、Mg^2＋浓度以及单链探针是否变性等条件进行了优化。结果表明,50％的反应温度,2．5mmol／L的Mg^2＋浓度和单链不变性是TaqDNA聚合酶在片延伸的最佳条件。优化方法制备的dsDNA芯片将更有利于DRE顺式作用元件与DREB抗逆转录因子相互作用的研究。     

酵母单杂交的原理与实例

许多诱导型基因的表达,都受特定的转录因子和顺式元件调控。要阐明各种信号传递途径与基因表达调控的机理,克隆和鉴定转录因子是关键。近年来酵母单杂交方法被广泛应用于克隆和鉴定各种动植物的转录因子,本文以拟南芥DREB转录因子的克隆为例,介绍酵母单杂交方法的原理和具体应用。     

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。     

人A33基因5′调控区的组织特异性表达元件

在对人A33基因 5′调控区初步研究的基础上 ,进一步采用体外足迹法、电泳迁移率变更分析(EMSA)和定点突变等实验对A33启动子的 - 10 4～ + 2 5bp区域进行了重点研究 .在A33启动子的- 10 4～ + 2 5bp区域内存在两个转录正调控元件 ,它们分别位于转录起始位点上游 - 86～ - 6 8区(A)和 - 40～ - 19区 (B) .通过对转录因子数据库的查找 ,发现A区与转录因子GKLF (gut enrichedKr櫣ｐｐｅｌ likefactor)的结合位点吻合 ,而B区则没有找到与之相应的转录因子 .EMSA实验表明 ,A区与核蛋白的结合存在组织特异性 ,而B区的结合则无组织特异性 .推测A区所包含的顺式调控元件很可能是决定A33基因组织特异性表达的关键元件 .根据B区所处的位置和富含AT来分析 ,它极有可能是和通用转录因子及RNA聚合酶结合的区域 .A和B两个区域的点突变都可使A33启动子的活性丧失 85 %以上     

巴西橡胶树HbNTL1基因启动子的克隆与序列分析

膜结合NAC转录因子(NTLs)是植物NAC转录因子家族中一类C端具有跨膜结构域(transmembrane motifs,TMs)的转录调控因子,在植物生长发育、激素调节和逆境胁迫应答中具有重要的功能。根据巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)膜结合类NAC转录因子HbNTL1基因cDNA序列,利用基因组步移的方法从巴西橡胶树叶片基因组DNA中克隆获得了HbNTL1基因上游1 718 bp的调控片段。序列分析表明,该段序列含有一个典型的真核生物核心启动子区域,转录起始位点A位于起始密码子上游206 bp处。该启动子序列除了含有多个TATA-box、CAAT-box等基本顺式作用元件外,还存在赤霉素、茉莉酸和脱落酸等激素响应元件以及大量逆境胁迫诱导相关的顺式调控元件,如ABRE、DOFCOREZM、MYBCORE、W-box和MYCCONSENSUSATHSE等反应元件,表明HbNTL1转录因子可能是一个逆境胁迫相关NAC转录因子,在橡胶树抵御逆境胁迫的生理过程中具有重要功能。     

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.     

人A33基因5′调控区的组织特异性表达元件

在对人A33基因 5′调控区初步研究的基础上 ,进一步采用体外足迹法、电泳迁移率变更分析(EMSA)和定点突变等实验对A33启动子的 - 10 4～ + 2 5bp区域进行了重点研究 .在A33启动子的- 10 4～ + 2 5bp区域内存在两个转录正调控元件 ,它们分别位于转录起始位点上游 - 86～ - 6 8区(A)和 - 40～ - 19区 (B) .通过对转录因子数据库的查找 ,发现A区与转录因子GKLF (gut enrichedKr櫣ｐｐｅｌ likefactor)的结合位点吻合 ,而B区则没有找到与之相应的转录因子 .EMSA实验表明 ,A区与核蛋白的结合存在组织特异性 ,而B区的结合则无组织特异性 .推测A区所包含的顺式调控元件很可能是决定A33基因组织特异性表达的关键元件 .根据B区所处的位置和富含AT来分析 ,它极有可能是和通用转录因子及RNA聚合酶结合的区域 .A和B两个区域的点突变都可使A33启动子的活性丧失 85 %以上     

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。     

DREBs响应植物非生物逆境胁迫研究进展

寒冷、干旱和高盐等非生物胁迫作为常见的不利环境条件，严重影响全球植物生长和生产力。干旱应答元件结合蛋白（dehydration responsive element binding protein, DREB）是植物重要转录因子之一，其家族成员均含有一个57-70个氨基酸残基的保守AP2结构域。DREB通过与胁迫诱导基因启动子区中的脱水反应元件/C-重复（dehydration responsive element/C-repeat, DRE/CRT）顺式作用元件相互作用，调节下游各种应激基因的表达，赋予植物应激耐受性。本文从DREB家族结构特点和分类出发，结合最新研究进展，阐述其在非生物胁迫过程中的作用机制，旨在更加深入地了解DERB类转录因子在非生物胁迫响应过程中的分子调控网络，以期为未来利用基因工程手段提高植物抗逆性方面提供参考。     

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。