植物WRKY转录因子研究进展

转录因子在植物的生长发育及其对外界环境的反应中起着重要的调控作用。典型的转录因子含有DNA结合域,转录调控域,寡聚化位点和核定位信号,转录因子通过这些结构域与相应的顺式元件相互作用调控基因的表达。WRKY转录因子是植物中特有的N-端含有WRKYGQK高度保守氨基酸序列的一种转录调控因子,它能够与(T)(T)TGAC(C/T)序列(W-box)发生特异性结合,从而调节启动子中含W-box元件的调节基因和/或功能基因的表达,参与植物的各种生理生化反应。文章主要论述近年来植物WRKY转录因子的相关研究进展。     

m6A阅读者YTH蛋白的研究进展

甲基化是最为广泛存在的真核生物RNA转录后修饰形式。N6-甲基腺苷(m⁶A)对真核生物基因转录后调控至关重要,近年来的研究揭示m⁶A通过招募m⁶A结合蛋白从而影响包括器官建成、肿瘤形成、节律钟调控及X染色体沉默在内的多种生物学进程。YTH蛋白是目前研究最为深入的m⁶A结合蛋白,本文从YTH蛋白的分类、识别m⁶A的分子机理及其生物学功能3个方面详尽阐述了真核生物中存在的多样化的YTH蛋白如何影响具有m⁶A修饰的RNA的命运,以及如何调控生物体生长发育。最后,讨论了目前YTH蛋白研究仍有待解决的问题,展望了其在药物研发、作物育种等领域中的应用价值。     

PTGS/ RNAi的作用机制及其应用

论述了双链RNA对同源基因的表达进行特异性的封闭而引起的转录后的基因沉默(PTGS/ RNAi)现象,PTGS/RNAi的作用机理,作用模型,参与这一过程的酶、基因、起始因子和作用因子．介 绍了PTGS/RNAi在基因组功能研究、基因的时空表达调控以及在作物改良等方面的应用。     

核因子Y在植物中的分类及其功能概述

核因子Y(NF-Y)是近十年来新发现的具有多种生物功能的植物特异转录因子,由三个不同的亚基组成,分别是NF-YA(CBF-B/)HAP、NF-YB(CBF-A/HAP3)和NF-YC(CBF-C/HAP5)。NF-Y是一种典型的通过与调控因子相互作用来调控下游基因表达的转录因子,通过保守专一性的序列与真核生物启动子区域的CCAAT框相结合。NF-Y在植物中普遍存在,并参与调节植物体的诸多重要生理过程,包括逆境反应,胚胎和叶绿体发育,光合作用等重要生理过程。文章主要就植物NF-Y转录因子的基本结构特征、生物学功能、研究方法及进展等进行了综述。     

元宝枫MYB转录因子基因的克隆（英文）

[目的]克隆元宝枫转录因子MYB基因,为进一步研究元宝枫MYB基因功能和对其花青苷结构靶基因的调控研究奠定基础。[方法]以元宝枫‘鲁红1号’为材料,采用RT-PCR和RACE-PCR方法,克隆元宝枫‘鲁红1号’中MYB基因。[结果]测序结果显示该基因全长831 bp,编码276个氨基酸,该蛋白分子量为32.17 kDa,分子式为C_(1430)H_(14052)N_(2247)O_(406)S_(14),原子总数为4 510个,等电点为9.44,GenBank登录号为1825712,命名为AtrMYB。该蛋白具有R2R3MYB结构域,该蛋白偏疏水性,没有信号肽,具有核定位信号。氨基酸序列比对发现与其它物种的MYB有较高的同源性,进化树分析表明,AtrMYB与调控橙子花青苷合成的转录因子MYB亲缘关系最近,处在同一进化枝。[结论]从元宝枫‘鲁红1号’中成功获得了元宝枫转录因子MYB基因。     

谷子MYB转录因子家族与抗旱关系的研究

[目的]MYB蛋白家族是一类含有MYB保守结构域的转录因子,广泛参与调控植物生长发育及抗逆等多种生理反应。为探究抗旱作物谷子的抗旱性与MYB转录因子家族基因关系,从而为谷子特有抗旱基因资源的发掘及谷子抗旱分子机制的研究提供参考。[方法]本研究以抗旱品种勾勾母鸡咀(GG)和干旱敏感品种晋汾16(JF)为研究对象,在苗期PEG处理条件下,取叶片进行转录组测序,进而对有差异表达的MYB转录因子家族基因进行生物信息学分析。[结果]研究表明,26个MYB转录因子基因在GG和JF两个谷子品种中表现出较为明显的表达差异;且对应启动子区域的抗旱相关调控元件也呈现出差异的组成与分布;抗旱品种GG中明显上调的3个MYB调控基因(Si034363m、Si003539m、Si030711m)与拟南芥中主要参与抗逆的MYB转录因子存在较近亲缘关系。[结论]基于对谷子MYB转录因子的研究,推测26个表达差异的MYB类转录因子基因可作为谷子抗旱的重要候选基因,可为后续谷子抗旱分子机制的研究提供理论依据。     

植物次生生长相关MYB转录因子研究进展

林木的次生木质部是重要的再生生物能源,在人类的生产生活中具有重要意义。作为植物中最大的转录因子家族之一,MYB转录因子在次生壁合成转录调控过程中发挥重要的作用。目前许多主要的次生壁合成相关MYB转录因子已被分离鉴定。AC顺式作用元件是MYB转录因子与木质素合成基因结合的重要元件。该研究综述了MYB转录因子结构及进化,介绍了转录激活因子与抑制因子如何调控次生壁的合成,并对MYB转录因子的转录后修饰、进化的保守性及其转录调控网络进行了阐述。     

Whirly转录因子对非寄主菌诱导水稻HR反应的负调控作用

用RNA干扰技术研究了Whirly转录因子对水稻非寄主抗性反应HR的调控作用。PCR扩增编码Whirly转录因子的Oswhirly基因片段,分别以正向、反向顺序连接到载体pTCK303的两个多克隆位点中,构建Oswhirly基因沉默的RNA干扰载体pTCK303-Oswhy,经农杆菌EHA105菌株转化水稻细胞,结果发现转基因水稻细胞受非寄主菌诱导后,HR反应明显,细胞死亡率显著高于野生型及空载体转化水稻细胞。Oswhirly基因沉默导致HR反应增强,初步揭示Whirly转录因子可能是调控水稻HR反应的负调控因子。     

玉米ZmWRKY41基因克隆及转录激活验证

[目的]干旱是影响作物生长发育及产量的重要因素。植物WRKY转录因子超家族在植物的生长发育、响应逆境胁迫过程中发挥着重要作用。因此,克隆分析玉米WRKY转录因子的序列特征和功能,为研究玉米耐逆分子育种提供重要抗逆基因资源。[方法]本研究以玉米自交系B73为材料提取玉米总RNA反转录cDNA,克隆、分离获得ZmWRKY41基因编码区全长序列。DNAMAN比对发现,ZmWRKY41蛋白具有保守结构域WRKYGQK和锌指结构域(zinc-finger motif)C2HC,属于第三类WRKY转录因子家族。利用生物信息学方法研究该基因蛋白质理化性质,并对其进行结构分析预测。利用PlantCARE在线工具预测、鉴定ZmWRKY41基因启动子区是否含有响应非生物胁迫的顺式作用元件。将ZmWRKY41基因编码区全长序列构建pGBKT7诱饵载体上,与GAL4DNA结合域融合,转化酵母菌株AH109验证ZmWRKY41转录因子转录激活活性。[结果]玉米ZmWRKY41基因编码区全长774bp,含有长度分别为221bp、126bp、427bp 3个外显子,共编码257个氨基酸序列。蛋白质高级结构预测发现,ZmWRKY41蛋白包含2个α-螺旋结构和5个β-折叠结构,不含跨膜结构和信号肽。ZmWRKY41基因启动子元件预测发现,该启动子中含有干旱胁迫(CGGTCA)、热胁迫(AAAAAATTTC)、低温胁迫(CCGAAA)等非生物逆境胁迫响应相关的顺式作用元件。酵母转录激活验证实验显示,将含有pGBKT7-ZmWRKY41融合表达载体转化酵母AH109菌株,能在单缺、三缺培养基正常生长且能使α-半乳糖苷酶底物分解显蓝色,表明ZmWRKY41基因具有转录激活活性。[结论]玉米ZmWRKY41基因是WRKY转录因子基因家族成员之一,在酵母体内具有转录激活活性,可能参与响应非生物逆境胁迫,为进一步研究该转录因子调控非生物逆境胁迫奠定基础。     

作物耐旱基因的表达特性及遗传工程研究

干旱会限制作物生长及产量形成,并引起作物体内一系列生理生化反应。作物耐旱性是多基因控制的复杂数量性状,为了应对水分缺失,作物体内形成多条信号途径,并在形态、生理和分子水平上适应干旱。受到干旱胁迫后,作物通过激活相关转录因子来调控相应下游基因的表达,并且通过转录后调控和渗透调节来适应干旱,维持正常的生理活动和代谢活动,减少干旱胁迫对植物的伤害。逆境也会诱导小RNA的产生,其通过诱导目的基因mRNA的降解以及阻止翻译过程去调控靶基因,达到耐胁迫逆境的作用。耐旱相关基因的遗传工程对作物在非生物逆境下的正常生长非常重要,总结了干旱响应机制所涉及的基因的功能及利用情况,以期为耐旱育种提供参考依据。     

植物应答干旱胁迫的基因表达调控

综述了植物应答干旱胁迫的基因表达调控研究及干旱基因工程方面的研究进展。干旱是植物生长发育过程中经常遇到的最严重的非生物胁迫之一。当植物遭遇干旱逆境时,细胞迅速感知外界信号,通过信号转导进而激活许多干旱胁迫应答基因的表达,在植物体内产生大量的特异蛋白,协同调节植物生理生化以及代谢的变化,从而提高植物对干旱的耐性。     

bZIP转录因子与植物抗逆性研究进展

碱性亮氨酸拉链(Basic region/leucine zipper motif,bZIP)类转录因子是近年来研究较多的转录因子家族之一,参与多种生物学过程,对植物的抗病性、抗寒性、抗旱性和耐盐性等逆境均具有重要的调控作用.文章通过对植物bZIP类转录因子的分布、结构、分类及其在植物逆境胁迫中的作用等最新研究进展进行了综述,提出今后可在全基因组层面上发掘更多的bZIP转录因子,并通过定点突变、转基因等手段创造bZIP的突变体,促进对bZIP表达调控机制的认识,进而了解bZIP转录因子对抗逆相关基因的调控机理,并通过基因工程手段提高植物的抗逆性,培育多抗性植物新品种.     

甘蔗抗旱性研究进展与展望

结合目前对植物生物膜结构、渗透调节及干旱诱导蛋白等方面的研究,概括了干旱胁迫对甘蔗的伤害及甘蔗抗旱性的生物学机理。通过对甘蔗形态结构特征、生理生化特性等的分析及对抗旱性指标进行的综合分析可以较好地评价甘蔗的抗旱性。要解决甘蔗旱害问题,除了加强灌溉设施建设和选育耐旱品种外,还可通过栽培措施与化学调控改善甘蔗自身的耐旱能力来实现。科研上应加强从分子水平上阐明作物抗旱性的物质基础及其生理功能,进而通过基因工程手段育出甘蔗抗旱新品种。     

非生物逆境相关基因在棉花抗逆研究中的进展

非生物逆境胁迫是影响植物正常生长发育和作物产量的重要因素,为了减轻非生物逆境对棉花生长发育的影响,从分子水平上解析棉花抗逆性的物质基础及其生理功能,同时,利用基因工程手段进行抗逆性基因重组,已成为棉花抗逆研究的热点。综述了棉花对非生物逆境胁迫的抗性机制,以及近些年来有关棉花渗透调节相关基因、作用蛋白类基因和转录调节因子基因的研究进展,概述了棉花抗逆基因工程中所发掘的基因资源,旨在为今后棉花的抗逆性研究提供思路和参考依据。     

植物耐盐基因工程研究进展

盐害是农作物减产的主要因素,提高作物的耐盐性是提高全球粮食产量的基础。文章较系统地概述了植物盐胁迫信号传导通路研究现状,植物耐盐基因的挖掘,包括基于EST数据库的基因挖掘、通过转录谱确定胁迫响应基因以及应用转基因手段确定基因在胁迫耐受机制中的功能。同时系统阐述了各类耐盐基因的应用,包括渗透调节物质合成酶基因、氧胁迫相关基因、离子转运相关基因、编码转录因子的调节基因、感应和传导胁迫信号的蛋白激酶基因和其他调控序列。文章还对植物耐盐基因工程研究的现状进行了分析和提出建议,对进行植物基因工程研究工作具有参考价值和指导意义。     

热激因子对增强植物耐热性的研究进展

热激因子作为生物体在热胁迫和其他胁迫中基因转录激活信号转导通路中的重要成员,能直接启动下游热激蛋白基因的表达,维持细胞内蛋白质的稳态状态.介绍了植物热激因子的种类、结构特点、调控机制及其在不同作物中对高温和其他胁迫下的重要作用.     

作物抗旱基因工程研究进展

主要就植物的抗旱基因包括渗透调节、保护酶体系、抗旱基因及遗传特性等方面对植物抗旱机理的研究进行了综述.研究植物的抗旱性基因,有助于了解植物的抗旱机制.以期为我国节水抗旱农业的研究提供一些新的思路和手段.     

农作物抗旱育种新进展

概述了通过常规育种、分子标记辅助育种(MAB)和遗传工程(转基因)增强农作物的抗旱性方面的研究进展,并探讨了3种抗旱育种方法的前景。     

植酸酶基因工程研究进展

植酸酶在动物、植物和微生物的磷代谢中起着重要作用,近年来随着真菌基因工程和植物基因工程研究的发展,已克隆出10多个真菌的植酸酶基因,并利用构建基因工程菌的方法,大大提高了微生物生产植酸酶的效率。通过转基因方法,目前已经成功地将几种真菌植酸酶基因转到水稻、玉米等作物中,通过特异表达提高了转基因作物自身植酸酶含量。本文从真菌基因工程和植物基因工程2个方面综述了植酸酶研究取得的进展,并比较和分析了植酸酶植物基因工程和真菌基因工程各自的优缺点。